chipKIT™ is a registered trademark of Microchip Technology Inc. Max32™ is a registered trademark of Digilent, Inc.
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* Participation in the Community Choice Awards does not increase your chances of winning the Grand Prize with your Final Project(s) submission. The deadline for Final Project submissions is March 27, 2012. See website for more information.
DesignSpark chipKIT™ ChallengeHave you entered the DesignSpark chipKIT™ Challenge yet? Visit www.chipkitchallenge.com today to join the fun!
When you submit a proposal for an energy-effi cient design, your project will automatically be considered for a chipKIT™ Community Choice Award.* In February, participants of the chipKIT™ Challenge will have the opportunity to vote on what project they think is the best. If your project receives the most votes, you will win a $100 voucher for RS Components/Allied Electronics and a free digital subscription to Circuit Cellar and Elektor magazines!
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Se observa con frecuencia que los circuitos electrónicos son cada vez más complejos en su diseño y tienen la mala tendencia de atraer microprocesadores sin razón aparente. Parece lógico porque los micros reducen la cantidad de hard-ware necesario drásticamente al tiempo que ofrecen flexibilidad en términos de la funcionalidad del circuito – en otras pala-bras, simplemente programas aquello que piensas que puedes necesitar. Sin sol-daduras, sin comprar más componentes. ¡Estupendo, la electrónica se convierte en digital! Sólo manejas unos y ceros, sin problemas con las señales analógicas que cambian de nivel con solo poner la punta de prueba en la pista de la placa de circuito impreso. Mala suerte. Todo circuito digital necesita comunicarse con el mundo exterior de alguna manera, de nuevo mediante señales analógicas. Esto se debe a que el mundo real sencilla-mente no es digital – entre toda clase de extremos como ‘on’ y ‘off’, ‘todo’ y ‘nada’, ‘frio’ y ‘caliente’, ‘oscuro’ y ‘claro’, hay un completo rango de graduaciones (bueno, con unas pocas excepciones).¿Qué hace entonces un circuito digital para comunicarse con el mundo real? El valor analógico medido por un sensor se traduce primero en un valor digital (mediante un convertidor A/D) antes de poder procesarlo con la electrónica digi-tal. Igualmente, es a menudo necesario convertir la salida digital del circuito de nuevo en un valor analógico, normal-mente con la ayuda de un convertidor D/A o un control PWM.Estas consideraciones son impulsadas por diversos contenidos de la edición de Febrero de 2012, que contiene varios proyectos que parecen combinar feliz-mente los reinos analógico y digital. Son buenos ejemplos el nuevo software para el medidor Pico C, el interfaz para sonda lambda de banda ancha, el procesador dinámico presentado en el curso de DSP. Todos ellos aplican el método ‘ADC-digital-DAC’ antes mencionado, y algo más. Nunca descartes los bits analó-gicos en tu circuito digital – aunque no son el MSB, todavía son altamente significativos.
¡Disfruta de esta edición!Eduardo Corral, Editor
6 ColofónInformación Corporativa de la revista Elektor.
8 Noticias LocalesUn paseo mensual por lo último en el mundo de la electrónica.
11 Desde una placa de pruebas a una PCBDesde ahora, Elektor PCB Service para a ser una tienda ‘one-stop’ de placas de circuito impreso.
12 Controlar con un Arduino y un PCUn Arduino, una placa de interfaz y unos pocos componentes para un sistema de control que se comunica con el PC.
18 Un Banco de Pruebas para Kits de Desarrollo de Microcontroladores¿Es posible poner una nota a la facilidad de poner en marcha un kit de desarrollo de microcontroladores encendiendo y apagando un LED? ¡Creemos que si y hemos ideado la unidad [hW] para este propósito!
22 Interfaz para sonda lambda de ban-da ancha (2)Este mes nos centraremos en el protocolo empleado por la sonda para comunicarse con un ordenador o un microcontrolador.
26 AndroPod (1)Esta placa desarrollada por Elektor añade conectividad TTL y RS485 a tu Smartphone o Tablet Android.
34 Pico C-Plus y Pico C-SuperSe ha desarrollado un nuevo software para el medidor Pico C de Elektor que extiende ampliamente el rango de medida y le dota de nuevas funciones como un fecuencímetro.
39 Bajando hasta los cero OhmiosCómo uno de nuestros editores ganó el concurso de soldadura por accidente.
40 Las múltiples caras de ElektorUnas cuantas fotos de las actividades y visitantes del evento Elektor Live! 2011.
42 Ejercicios con el chipKIT Max32Un despiste inesperado en la reciente presentación del chipKit Design Challenge resulta muy útil para todos.
43 RS-DesignSpark Design ChallengeUna concurso global de diseño que te traen Circuit Cellar, Elektor y RS Components.
44 Medidor de Carga de Generador de EmergenciaCuando la red de AC se cae, este circuito te dice hasta donde le puedes exigir a tu generador de emergencia.
47 Un termómetro relativoPara saber la diferencia entre la temperatura entre el interior y el exterior de una habitación.
47 Adaptores DIP para programadores in situLos adaptadores aquí propuestos permiten programar in situ los PICs con encapsulado DIP.
48 Curso de audio DSP - Parte 8En esta última entrega nuestra unidad DSP se configura y programa para funcionar como un procesador dinámico digital.
56 Electrónica para Principiantes (2)La segunda entrega de nuestro curso de iniciación a la electrónica con prácticas analógicas y digitales.
60 .Net-MF para electrónicosLa nueva plataforma de Microsoft para sistemas de 16, 32 y 64 bits ha tenido un comienzo prometedor, mayoritariamente debido a una serie de módulos FEZ. Le damos un vistazo a cuatro de ellos.
64 PicoScope 2205-MSO a la ParrillaUna revisión del último osciloscopio de señal mixta de bajo coste de Pico Technology.
66 Retrónica: Preamplificador de Con-trol ‘Consonante’ de Elektor (1978)Las usuales características de la electrónica “extraña y antigua”.
70 HexadokuNuestro rompecabezas mensual con un toque de electrónica.
76 Próximo númeroUn avance de los contenidos de la próxima edición.
SUMARIO
12 Controlar con un Arduino y un PCEn este proyecto se ha optado por utilizar la popular placa Arduino, combinada con una sencilla placa interfaz (shield), como elemento de control al que pode-mos conectar varios tipos de sensores y actuadores. Este controlador puede fun-cionar de forma autónoma, pero también puede ser configurado y controlado mediante un programa en el PC.
34 Pico C-Plus y Pico C-SuperSe han desarrollado dos nuevas versiones de software del famoso capacímetro ‘Pico-C’ de Elektor. La versión ‘Pico C-Plus’ incluirá un generador de funciones así como la medida de la capacidad y una función de medida de periodo simple basada en el oscilador TLC555. La segunda versión, ‘Pico C-Super’ añade un con-tador de frecuencia e implementa un contador de periodo completo.
26 AndroPod (1)Hasta ahora ha sido un poco difícil conectar las tabletas y Smartphones basados en Android con circuitería externa que nos permita a los electrónicos acceder a las señales con propósitos de control. La tarjeta interfaz AndroPod de Elektor, que añade un puerto serie TTL y un puerto RS485, cambia esta situación.
60 .Net-MF para electrónicosLa ventaja de la plataforma ‘dot-net’ (punto-net) de Microsoft es la compatibi-lidad del código fuente de la aplicación entre diferentes procesadores, permi-tiendo que el mismo código fuente corra igual de bien en un módulo con un mi-crocontrolador NXP, Renesas, Atmel, etc, en un ordenador Mac o en un PC con Windows o Linux que utilice Mono, la versión multi-plataforma open source de dot-net.
Volumen 33, Número 380, Febrero 2012 Depósito Legal: GU.3-1980 31 de Diciembre de 2006ISSN 0211-397X
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Tech the Future explora las soluciones para un futuro sostenible suministradas por la
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Microcontroladores de 8 bits con lógica configurable integrada de Microchip
Sagitrón, distribuidor para España y Por-tugal de Microchip, anuncia sus nuevos microcontroladores de 8bits con lógica configurable, las familias PIC10F(LF)32x y PIC1XF(LF)150x.
Los microcontroladores PIC10F(LF)32x y PIC1xF(LF)150x cuentan con nuevos perifé-ricos, incluyendo células de lógica configu-rable (Configurable Logic Cells, CLC), gene-radores de forma de onda complementaria (Complementary Waveform Generators, CWG) y osciladores controlados numérica-mente (Numerically Controlled Oscillators, NCO) que introducen una nueva y potente
funcionalidad en microcontroladores de tan sólo 6 u 8 pines. Los periféricos CLC de los microcontroladores PIC10F(LF)32x y PIC1xF(LF)150x permiten el control por soft-ware de lógica combinacional y secuencial, lo que incrementa la interconexión inte-grada en el chip de los periféricos y las E/S. Esto reduce el número de componentes externos, ahorra espacio en placa, ahorra código y añade funcionalidad. El CWG funciona con múltiples periféricos para generar formas de onda complemen-tarias con control de banda muerta y au-toapagado, mejorando así las eficiencias de conmutación. Además, el periférico NCO permite el control lineal de frecuencia y ofrece una alta resolución, que son requi-sitos imprescindibles para aplicaciones en balastos de iluminación, generación de to-nos y otros circuitos de control resonante. Esta familia también se caracteriza por su bajo consumo de energía, con corrientes inferiores a 30 µA/MHz en modo activo y menos de 20 nA en modo dormido, así como un oscilador interno de 16 MHz inte-grado, convertidor A/D y hasta 4 periféricos
PWM (modulación de ancho de impulso). Un módulo indicador de temperatura inte-grado permite realizar medidas de tempe-ratura de bajo coste.Para el desarrollo con esta familia de mi-crocontroladores está disponible el kit PICDEM™ referencia DM163045 que inclu-ye muestras de los microcontroladores PIC10F322 y PIC16F1507. Además también está disponible el kit de desarrollo F1 con la referencia DM164130-1 para el desarro-llo con microcontroladores PIC de 8 bit de gama media mejorados, incluyendo la fa-milia PIC1xF(LF)150x.Para la configuración de la CLC está dispo-nible de forma gratuita un interface grafico de usuario (GUI) que agiliza el proceso de configuración del modulo CLC mediante la simulación de la funcionalidad de los regis-tros y de la lógica combinacional. Estos microcontroladores están disponi-bles en distintos encapsulados SOT–23, PDIP, MSOP, TSSOP, DFN y QFN de 6 a 20 patillas.
www.sagitron.es
Sistema de sujeción para tarjetas de memoria CompactFlash
Guardar energía para cuando sea necesaria
La solución 3M Retainer Clip evita el movi-miento en aplicaciones con elevada vibración. 3M ha presentado la gama Retainer Clip de soluciones de protección de tarjeta de memoria con el objetivo de garantizar que los clientes se benefician del máximo rendi-miento de sistemas rugerizados.Esta novedosa solución ofrece una sujeción fiable a las tarjetas de memoria extraíbles CompactFlash Tipo I (CF I) y Tipo II (CF II) con cabezales 3M CF II, y ayuda a prevenir el movimiento de dichas tarjetas, que pue-de provocar pérdidas de datos, errores de lectura o fallos de sistema. 3M Retainer
Clip para CF II se une a los cabezales de tarjeta 3M CF II que aceptan hardware de expulsión 3M CF II. Usando una retención mecánica activa para asegurar la tarjeta al cabezal, el clip añade un segundo nivel de protección más allá de la fricción pasiva que suele mantener a las tarjetas de me-moria en su sitio. Estos clips, que han sido diseñados para prevenir el movimiento de las tarjetas de memoria en entornos de elevada vibra-ción, cuentan con un seguro metálico que se puede incorporar fácilmente en los siste-mas CF II con cabezales de tarjeta 3M.
El sistema 3M Retainer Clip, por lo tanto, responde a los requerimientos de nume-rosos sectores, destacando sanidad, trans-porte, industria, comunicaciones, defensa, aeroespacial, seguridad y vigilancia.
www.3m.com
Fadisol presenta sus baterías para instalacio-nes solares y eólicasNi el viento no sopla siempre con la misma intensidad ni el sol brilla las 24 horas del día. Por eso, y para poder aprovechar al 100% las capacidades de aerogeneradores o de los módulos solares, hay que contar con una buena batería que permita acumular ener-gía eléctrica y usarla cuando se quiera. Fa-disol propone para esto su batería C-0350.
La batería modelo C-0350 permite utilizar la energía acumulada en aquellos momen-tos en los que los módulos solares o los aerogeneradores no producen la suficien-te. Las baterías que presenta Fadisol en su catálogo son herméticas y no necesitan mantenimiento.La batería C-0350 es de 12V y tiene una capacidad de 3,2 Ah. Está diseñada para soportar descargas profundas, propias de
las instalaciones solares y eólicas. Se trata de una batería AGM (Absorbed Glass Mat) –fibra de vidrio absorbente- en la que el electrolito se encuentra inmovilizado, em-papando la fibra de vidrio. Este tipo de ba-terías son ideales para colocar en bodegas, garajes, almacenes y buhardillas y en loca-les no cerrados.
TRENDnet® presenta su adaptador Powerline compacto a 200 Mbps con toma de corriente adicional
El TPL-307E permite conectar PC, televisores y otros dispositivos en red mediante la línea eléctrica existente en el hogar o la oficina. TRENDnet, compañía líder en hardware y sistemas de redes cableadas e inalámbri-cas, anuncia la disponibilidad del modelo TPL-307E, un adaptador Powerline AV con toma de corriente adicional a 200 Mbps, y el modelo TPL-307E2K, un kit adaptador Powerline AV con toma de corriente adi-cional a 200 Mbps y dos adaptadores TPL-307E. Los nuevos productos Powerline de alto rendimiento conectan PC, televisores y otros dispositivos en red mediante la línea eléctrica existente en el hogar o la oficina. El TPL-307E, que sustituye a la voluminosa serie TPL-304E, cuenta con carcasa com-pacta, toma de corriente integrada, tec-nología de ahorro de energía incorporada y filtro de ruido eléctrico avanzado que mejora las prestaciones al reducir las inter-ferencias de fondo de las señales eléctricas. Este adaptador Powerline AV a 200 Mbps
funciona con cualquier toma de corriente para establecer una red de datos seguros de alta velocidad en un edificio.
Con el TPL-307E, los usuarios no ocupan una toma de corriente, ya que el mismo adaptador dispone de una toma de corrien-te integrada en la parte frontal. Solamente hay que conectar un adaptador a la red y el otro a cualquier toma de corriente de su sistema eléctrico para tener acceso a una red de alta velocidad de forma instantánea. Los nuevos adaptadores de TRENDnet se conectan automáticamente entre ellos a
través de una señal encriptada segura, sin la necesidad de CD de instalación. Y, para aumentar la seguridad, tan solo hay que presionar el botón “Sync” para cambiar las claves de encriptación existentes. Es posible utilizar hasta seis adaptadores Powerline para unir en red dispositivos de diferentes salas sin tirar un nuevo cableado. Las pantallas de LED transmiten el estado del dispositivo para facilitar la resolución de problemas, mientras que la encriptación avanzada AES protege su red. La tecnología de ahorro de energía inte-grada reduce el consumo de energía hasta en 70 por ciento en modo inactivo, consi-guiendo ahorros de energía cuantificables, dado que el dispositivo está siempre en-cendido. Los modelos TPL-307E y TPL-307E2K ofre-cen una garantía de tres años y ya se en-cuentran a la venta a través de los socios en línea y minoristas de TRENDnet.
www.trendnet.com
Todo un laboratorio de electrónica en un solo dispositivo USBCon NI myDAQ, tu ordenador se convierte en el instrumento. Al instalar el controlador de hardware NI ELVISmx dispondrás de: Multímetro Digital, Osciloscopio, Generador de Funciones, Analizador Bode, Analizador de Señales Dinámicas, Generador de Forma de Onda Arbitraria, Generador de Salidas Digitales y Lector de Señales Digitales.
Ocho instrumentos de ingeniería para trabajar como y donde tu quieras.
¡NI myDAQ por solo 149 Euros!(incluyendo licencias de estudiante de LabVIEW y Multisim)
Contenido del paquete: Dispositivo NI myDAQ, DVD de instalación que contiene NI ELVISmx y NI DAQmx, así como las versiones para estu-diante de LabVIEW y Multisim con sus licencias correspondientes, Cable USB, Puntas de prueba para el multímetro, Cable de audio (3,5 mm), Conector de tornillos con destornillador NI, Tarjeta informativa de iniciación, Tarjeta infor-mativa de programas de ejemplo de TI, Bandeja de almacenamiento reutilizable.
¡Atención! Para poder adquirirl NI myDAQ deberás acreditar tu condición de estudiante.
Más información y pedidos en: www.elektor.es/myDAQ
NI presenta sus primeras interfaces de baja velocidad CAN y LIN para NI CompactDAQ
Controlador trifásico para motor de ventilador de CC sin escobillas de Microchip
Los nuevos módulos NI-XNET maximizan la reutilización de proyectos con el soporte para plataformas adicionalesNational Instruments ha presentado las interfaces NI 9861 CAN y NI 9866 LIN, los recientes módulos de la familia de produc-tos de NI-XNET y los primeros módulos de baja velocidad CAN y LIN que se integran con la plataforma completa NI Compact-DAQ. Como parte de la familia de NI-XNET, los nuevos módulos proporcionan a los ingenieros ventajas de productividad, tales como la aceleración de mensajería mediante hardware y la capacidad de pro-cesamiento incorporado. El puerto único y de baja velocidad del módulo de la interfaz CAN del NI 9861 de la Serie C cuenta con módulo integrado de base de datos que da soporte a la importación, edición y utiliza-ción de señales de FIBEX,. DBC y archivos ”.NCD”. Es capaz de realizar comunicacio-nes al 100% de la carga del bus hasta una velocidad 125 kbits/s sin perder tramas de datos. El módulo NI 9866 LIN es también una interfaz de un solo puerto con sopor-te integrado que permite importar y utili-zar señales procedentes de bases de datos LDF junto con el soporte maestro/esclavo y temporización por hardware de la progra-mación para las tareas del maestro. Es ca-
paz de realizar comunicaciones al 100% de la carga del bus hasta una velocidad de 20 kbits/s sin perder tramas de datos.Los ingenieros pueden utilizar los nuevos módulos CAN y LIN con el mismo código del software NI LabVIEW o ANSI C/C++ en diversas plataformas, incluyendo NI Com-pactDAQ, CompactRIO, PXI y PCI. La reutili-zación de proyectos ahorra tiempo; ya que, las mismas aplicaciones se pueden utilizar, por ejemplo, en los laboratorios con PCI, en las pruebas finales de fabricación con PXI, en los ajustes de comunicaciones portátiles en vehículos con NI CompactDAQ y en el re-gistro de datos con dispositivos sin pantalla en vehículos con CompactRIO.Gracias al soporte nativo del software de desarrollo de pruebas en tiempo real NI VeriStand, los nuevos módulos son ideales para las aplicaciones de pruebas de auto-moción en tiempo real, incluyendo las apli-caciones de simulación de HIL (Hardware-In-the-Loop) y células de prueba. Ambos módulos soportan la sincronización y dis-paro de otros módulos CompactRIO y NI CompactDAQ. NI CompactDAQ ofrece una plataforma para redes de comunicaciones portátiles en vehículos, registro de datos a bordo de vehículos y comunicaciones elec-trónicas básicas de automoción utilizando
un factor forma USB, Wi-Fi o Ethernet.La familia de NI-XNET proporciona una in-terfaz común de programación para múl-tiples redes de automoción, tales como CAN, LIN y FlexRay. Con las interfaces NI-XNET, los ingenieros pueden desarrollar aplicaciones para crear prototipos, simular y probar estas redes más rápida y fácilmen-te en LabVIEW y LabVIEW Real-Time, así como en ANSI C/C++. Las interfaces combi-nan el rendimiento y la flexibilidad de las in-terfaces de los microcontroladores de bajo nivel con la velocidad y la potencia de los sistemas operativos Windows y LabVIEW Real-Time. Los ingenieros pueden integrar-las fácilmente con PCs de sobremesa en tiempo real y sistemas PXI de tiempo real.
www.ni.com
Es el primero en el mercado con arquitectura senoidal sin sensor y programable mediante resistenciaMicrochip anuncia la ampliación de su gama de controladores trifásicos de moto-res de ventilador de CC sin escobillas (BLDC) senoidales y sin sensor con el MTD6505, el primer y único controlador autónomo del mercado programable mediante resisten-cia que permite seleccionar entre diversos
rangos de coeficientes de fuerza contrae-lectromotriz. Esta característica exclusiva permite que los ingenieros diseñen una amplia variedad de características para ventiladores BLDC trifásicos con un solo dispositivo económico y flexible, ahorran-do así tiempo y dinero al estandarizar varias líneas de producto en un solo controlador y con muy pocos componentes externos. Además, este controlador de bajo coste se suministra en un encapsulado UDFN de 3x3 mm con un grosor de 0,5 mm para aplica-ciones con poco espacio disponible, como ordenadores portátiles finos y minúsculos ventiladores de CC sin escobillas.Con el fin de lograr su eficiente consumo de energía y funcionamiento silencioso con un bajo nivel de ruido acústico y de vibración mecánica, el MTD6505 incorpora un con-trol senoidal de 180 grados. Al tratarse de un controlador sin sensor, el MTD6505 eli-mina la necesidad de un sensor externo de
Efecto Hall, reduciendo así coste y espacio en la placa. Además, el controlador propor-ciona una serie de funciones de protección integradas en el chip para prolongar la vida del motor y evitar que trabaje de forma perjudicial, como apagado térmico, limi-tación por sobrecorriente y protección por bloqueo.Microchip también anuncia la tarjeta de demostración para controlador trifásico de ventilador sin sensor BLDC MTD6505 (ADM00345), que ya se encuentra dispo-nible con un precio de 59,99 dólares. Esta tarjeta de demostración integra un ventila-dor BLDC trifásico y tres módulos enchufa-bles para el MTD6505. Se encuentra tam-bién disponible para su descarga un GUI gratuito que simplifica la monitorización y el control del ventilador con el microcon-trolador PIC® incorporado.
No es de extrañar que un gran número de nuestros lectores prefieran dejarlo en nuestras manos. Y efectiva-mente – esto es lo que nos demuestra la experiencia – es más fácil comprar una placa en nuestra tienda que diseñarla y hacerla tú mismo o encargarla hacer. Antes lo llamábamos servicio EPS – el Elektor Print Service. Diseñá-bamos una placa de circuito impreso para muchos pro-yectos y encargábamos su fabricación en grandes can-tidades al fabricante de pla-cas impresas Eurocircuits, después podías pedirlas a través de la hoja de pedido de la revista, por teléfono o fax y más tarde a través de nuestro sitio Web. Los modelos más antiguos se podían adquirir a través de la tienda PCB de Eurocir-cuits. ¡Ah!, los viejos tiempos... “suspiro”.Pero, tampoco este tiempo era tan bueno. Había bastante falta de claridad con estas dos ventanillas y así que finalmente decidimos que podíamos serviros mejor con una única ventanilla – la de Euro-circuits. En el futuro puedes acudir ahí para pedir las placas dise-ñadas por Elektor. Pero también para ti es igualmente de sencillo presentar un diseño propio para su producción. Esto significa que vas a ver un enlace al Elektor PCB service en las PCB de nuestro sitio Web, donde la explotación está en manos de Eurocircuits. Puedes encontrar este servicio online directamente en www.elektorpcbser-
vice.com. Las PCB de Elektor se encuentran debajo de la pestaña ‘in stock’.A través del diseño de la navegación en el sitio Web, te vas introduciendo auto-máticamente en los dife-rentes métodos de produc-ción de placas impresas (un viajecito interesante) y las opciones de hacer el pedido. Está claro que en el negocio de los fabricantes de placas impresas hay una palabra mágica: ‘poolen’. Poolen sig-nifica que tu pedido se ubica en una placa más grande. Tu placa impresa es colocada al lado del diseño de otra per-sona en una ‘placa de agru-pación’ grande. Sólo de esta forma se puede utilizar la capacidad de producción de forma efectiva.El servicio PCB conoce seis productos en total; el ‘Stan-
dard Pool’ (8 capas con una amplia gama de acabados), el ‘PCB Proto’ (dos placas, dos o cuatro capas), el ‘Tech Pool’ (a base de la tecnología de 100µm), el ‘IMS Pool’ (Insulated Metal Substrate — especialmente para componentes con una alta emisión de calor, piensa en LED), ‘On Demand’ (opción de trabajo a medida) y ‘in stock’ (PCB de Elektor).La one stop PCB-shop ya está abierta – varios miles de compañeros ya lo han utilizado.El equipo de Elektor
(120090)
Elektor PCB Service — LA ‘oNE-SToP’ PCB SHoPNo serás el primero en ver fallar un proyecto a causa del diseño de la placa de circuito impreso. Es sencillo
mientras los proyectos 'viven' en placas de pruebas o como 'circuito al aire'... entonces un error se puede
corregir rápidamente con un poco de soldadura. ¡El paso a un diseño definitivo parece más un proyecto
aparte! Empieza con la elección de la aplicación CAD (por ejemplo, Eagle/Cadsoft, DesignSpark o Altium).
A continuación necesitas una biblioteca con los componentes adecuados y entonces surge directamente
la pregunta de si va ser de hilo pasante o de SMD. ¿Qué pasa con la refrigeración de los componentes o el
curso de la señales de altas frecuencias? Todo eso se tiene que incluir en el diseño. Por cierto, no hay que
olvidar que tiene que llevar un conector USB y/o un conector de alimentación.
Controlar con un Arduino y un PCControlador Universal basado en un microcontrolador con interfaz de PC
Hay muchos sitios en los que se controla ‘algo’. En casa, la calefacción, el frigorífico y la refrigeración del PC son controlados por temperatura. En el coche, el control de velo-cidad regula la velocidad y el sistema antiblo-queo de ruedas (ABS) la fuerza del frenado.El valor a controlar se mide (por ejemplo, una temperatura) y lo compara con el valor deseado. Dependiendo de la diferencia se maneja un actuador (por ejemplo, la cal-dera). En una regulación sencilla la caldera se enciende cuando hace 1 grado más de frio que la temperatura configurada y se apaga cuando hace 1 grado más de calor. La varia-ción de la temperatura en casa será mayor debido a la lentitud del sistema. Se puede controlar con más precisión utilizando un control PID y una caldera donde el suminis-tro del combustible sea variable. Si esto no es posible existen métodos de control más avanzados. Como el controlador tiene que ser configu-rable y también ‘inteligente’, un microcon-trolador es apto para ello. A un controlador ‘universal’ se deben poder conectar varios actuadores y sensores y poder elegir entre varias unidades (tanto grados Celsius como, por ejemplo, revoluciones/minuto). Aparte de eso, el manejo del controlador tiene que
ser sencillo, pero dotado de opciones avan-zadas de control. Y por supuesto, tiene que ser lo más barato posible.Para este proyecto hemos elegido una placa de procesador estándar (Arduino, ver recua-dro ‘variantes de Arduino’) y se ha creado una placa interfaz (un ‘shield’) que puede ser pinchada sobre el Arduino, a la que se puede conectar sin dificultad una amplia variedad de sensores y actuadores. Por comodidad se ha equipado la placa interfaz con un ajuste del valor deseado y un LED bicolor como indicación del buen funciona-miento. El controlador puede funcionar de forma autónoma, pero también puede ser conectado al PC a través de un puerto USB para poder monitorizar el funcionamiento y ajustar los parámetros de control. En el PC se puede controlar el funcionamiento a tra-vés de una gráfica y se pueden configurar de forma sencilla todas las opciones del contro-lador. Por supuesto que también se puede configurar el controlador online durante la regulación. Los ajustes y los valores de medición se pueden guardar como fichero de texto (fichero csv) para un análisis más preciso (por ejemplo con la ayuda de Excel).Primero algunos detalle más de las conexiones:
EntradaHay varios tipos de sensores que se pue-den emplear para la medición. Los senso-res analógicos proporcionan generalmente una tensión (0...10 V, 0...5 V), una corriente (0...20 mA, 4...20 mA) o un cambio de la resistencia.El controlador utiliza tres entradas ana-lógicas del microprocesador (0...5 V, ver esquema figura 1). Con la ayuda de algunas resistencias se pueden convertir fácilmente las señales anteriormente dichas a una señal de 0...5 V (la placa lleva conectores adicio-nales para construir fácilmente un puente de Wheatstone, un divisor de tensión o algo parecido).De las 3 entradas utilizadas, una está reser-vada para el valor de medición (AIn2, pin 4 en K2), otra para la señal del potencióme-tro en la tarjeta interfaz con el que se puede configurar el valor deseado (pin 6 en K2) y la tercera con la que se puede proveer de una señal externa como valor deseado (AIn1, pin 5 en K2).Por supuesto que puedes utilizar tam-bién señales digitales de medición. Hay 2 conexiones para sensores de 1-wire (pin 4 y 8 en K5). Además hay una entrada para pul-sos (pin 1 y 3 en K3) con la que puedes mues-
Jos van Kempen (Holanda)
En todas partes hay siempre
algo que controlar. Para eso se
puede utilizar perfectamente
una placa microcontroladora. En
este proyecto se ha optado por
la popular Arduino combinada
con una sencilla placa interfaz
(shield). Ahí se pueden conectar
varios tipos de sensores y actuadores. Este controlador puede funcionar de forma autónoma, pero
también puede ser configurado y controlado mediante un programa en el PC.
trear pulsos a través de una interrupción de, por ejemplo, un codificador rotatorio (hasta unos 25 kHz).
SalidaSe utilizan dos salidas para controlar un LED de color rojo y otro de color verde. Luego hay tres salidas que proporcionan una señal de salida variable a través de modulación por ancho de pulsos. Dos de estas salidas controlan un tran-sistor (T2 y T3) y una controla un FET (T1). A través de la ‘propia’ alimentación del proce-sador (USB o externo) se puede suministrar un total de unos 400 mA a 5 V. Con una ali-mentación externa, a través del FET, se puede conmutar teóricamente una intensidad de hasta 65 A (a 12 V y 50 W el FET no requiere aún disponer de un disipador). Ojo: El circuito no está diseñado para ser utilizado con ten-siones ‘inseguras’. Para potencias reducidas (45 V/100 mA máximo) se puede utilizar la salida del transistor +Trans (pin 5 en K4). La otra salida del transistor se puede utilizar, por ejemplo, para cambiar la dirección de giro de un motor DC, o para activar la refrigeración en vez de la calefacción.
Introducción del valor deseadoSe puede configurar el valor deseado de 4 maneras diferentes:
• A través del botón en la placa interfaz (S1) se puede programar tanto el valor momentáneo de medición como el valor deseado (Si lo mantienes pulsado por lo menos durante 1 ciclo, pero menos de 3 segundos – o con una mayor duración del ciclo, menos de 3 ciclos).
• A través del programa del PC corres-pondiente, se puede introducir el valor deseado. Si las características del sensor están configuradas en el software, puedes introducir directamente, por ejemplo, el valor en grados Celsius.
• A través del potenciómetro en la placa interfaz.
• A través de una entrada (la velocidad deseada de un motor depende de, por ejemplo, la velocidad medida de otro motor). Para eso se pueden utilizar las entradas AIn1 en K2 (0...5 V), I_Puls_SP en K3 (por ancho de pulso, por ejemplo, un codificador rotatorio) o I_DS1820_SP en K5 (señal 1-wire).
Como comprobación del funcionamiento hay presentes dos LED. El LED de color rojo está continuamente encendido durante la lectura o escritura de la configuración (inicialización) y durante el envío de datos del registro de datos como indicación de que el controlador no está activo, o si el valor de la medición o el valor deseado tienen un valor de 0 ó 1023 (posible fallo del sensor). El LED de color verde está continuamente encendido si el valor de la regulación este dentro del área de toleran-cia (<Error_max) y parpadea si se está aproxi-mando al valor correcto o si se queda igual. Si el valor de la medición se está alejando del valor correcto, el LED rojo parpadea.
Empezar con el controladorSi se conecta el Arduino con la placa inter-faz al PC, después de la configuración, se puede ver directamente una gráfica de
cómo funciona el controlador pulsando el botón ‘Datastream’. En la gráfica se puede ver, según el gusto, el valor deseado confi-gurado y el control del actuador.También se puede analizar a posteriori cómo ha funcionado el controlador con la función de registro de datos. Puedes utili-zarlo como verificación después de que el controlador haya estado funcionando un tiempo de forma autónoma. Si pulsas el botón S1 en la placa interfaz durante más de 3 segundos (y por lo menos 3x el tiempo de ciclo del controlador), el controlador empieza a grabar los datos en la EEPROM, de modo que no los perderás si cambias de la alimentación separada a un puerto USB del PC (Ojo: Espera hasta que se apague el LED rojo, esto puede durar hasta 5 minutos).Al arrancar el controlador, lee la configura-ción de la EEPROM. Por supuesto que aún
K512
34
56
78
K6123
45678
K1
123456
K2
123456
VCC
R131k
P1
10k
VCC R91k
R6330R
LED1
LED2
R8
10k
S1
VCC
K41 2 3 4
5 6
7 8K3
1
2
3
4
5
6
T3
BC547
R34k7
R54k7
VCC
D2
1N4007
T2
BC547
D3
1N4007
R10
1k
R7
1k
VCC
R1
10k
R2
100R
R4
10k
R14
10k
D1
1N4007
T1
IRFZ48N
R11
1k
R12
1k
100681 - 11
Rst3V35V
GNDGND
Vin
PotmAln1Aln2Aln3Aln4Aln5
ARefGND
O_LED_greenI_DS1820_SP
O_LED_redO_Trans
O_FETI_DS1820_MV
I_ButtonPWM6PWM5
O_DirPuls_SPPuls_MVTX1RX0
I_PUL
S_SP
NCI_P
uls_
MVGN
D_Ex
t
O_FE
TGN
D_FE
T
GND_
Out
5V_O
ut
GND_
Out
5V_O
ut+T
rans
+Dir
NC GND_
Ext
Arduino Board
Figura 1. El esquema de la placa interfaz: Principalmente conectores con algunos semiconductores en medio. En los conectores colocados verticalmente se encajan los
no contendrá nada si acabas de empezar. Para cargar la EEPROM por primera vez hay que utilizar ‘...\Bascom_bas_hex\PIDINIT2.hex’. En la programación utilizamos AVR-dude. AVRdude utiliza el cargador de arran-que de Arduino para programar la flash, de modo que no haga falta un ISP. En la línea de comandos o en un fichero de ejecución por lotes podemos utilizar los siguientes argumentos, con quizás alguna adaptación avrdude -F -p m328p -b 115200 -c arduino -P com3 -U flash:w:PIDINIT2.hex:i). Verifica a qué puerto COM está conectado el Arduino, en tu caso probablemente no será ‘com3’. La velocidad en baudios de 115200 vale para el cargador de arranque del Uno, en caso del Duemilanove la velocidad en baudios es de 57600. Asegúrate de que el fichero hex en cuestión esté en la misma carpeta que el ejecutable de AVRdude. Cuando se haya terminado de programar el Arduino, puedes ejecutar el programa en Visual Basic ‘Control.exe’. Haz clic en el puerto COM uti-lizado por la placa Arduino. En la siguiente pantalla pincha sobre el botón ‘SendSet-pup2EEPROM’. Ahora los valores iniciales estarán guardados en la EEPROM y puedes grabar ‘...\Bascom_bas_hex\PID2.hex’ en el Arduino. Esto se hace en gran parte igual que como hemos descrito anteriormente, pero hay que adaptar los argumentos de AVRdude. Tiene que llevar el nombre del fichero correcto y detrás de ‘-F’ hay que poner también ‘-D’. Esto hace que no se pierdan los datos guardados en la EEPROM. Si todo se ha hecho correctamente, puedes ejecutar el software hecho en Visual Basic y empezar a utilizar el programa.
¿Cómo funciona el controlador?El programa del Arduino lee al inicializarse la configuración de la regulación de la memoria EEPROM, de modo que también siga funcio-nando como es debido después de un reset (desconexión de la tensión). Ojo: Para confi-gurar el controlador antes de que los valores estén guardados en la EEPROM, se dispone del programa ‘pidinit2’. En el momento que esté cargado en el Arduino, podemos modi-ficar la configuración con el programa de PC (Control.exe) y grabarla en la memoria EEPROM. Después se puede cargar el pro-grama ‘pid2’ en el Arduino y el controlador funciona también de forma autónoma.
Lista de materialesResistencias:R1,R4,R8,R14 = 10 kΩR2 = 100 ΩR3,R5 = 4k7R6 = 330 ΩR7,R8,R9,R10,R11,R12,R13 = 1 kΩP1 = 10 kΩ potenciómetro de ajuste
Semiconductores:D1,D2,D3 = 1N4007LED1 = LED de color verde, 5 mm
LED2 = LED de color rojo, 5 mmT1= IRFZ48NT2,T3 = BC547
Varios:K1,K2 = tira de 6 pines, paso 2,54 mmK3,K4 = tira de 8 pines, paso 2,54 mmK5,K6 = tira de 6 pines hembra, paso 2,54
Figura 2. En la foto principal se ve todavía la placa de pruebas, pero para este proyecto también se ha diseñado una placa
Elektor ‘de verdad’.
Figura 3. En la pantalla principal puedes seleccionar el puerto COM y determinar si se arranca con la configuración del EEPROM o del fichero de inicialización del PC.
Figura 4. La pantalla de configuración del programa ‘Control.exe’ con las configuraciones de setpoint, type controller, output y sensor.
Control conexión/desconexiónSi se ha optado por un control conexión/desconexión, el programa compara el valor real con los valores máximos y mínimos y dependiendo de esto conecta o desconecta la salida. Entonces el funcionamiento es así:- Si el valor medido > valor máximo entonces ‘salida conectada’- Si el valor medido < valor máximo entonces ‘salida desconectada’
Control PIDSi se opta por un control PID, el control es algo más complicado.El control es la suma de la acción P, I y D (si optas por un control en ‘paralelo’, puedes optar en el software también por un contro-lador ‘clásico’ o ‘en cascada’ [1]).La función P genera un control proporcional con el error y el parámetro de configuración Kp, así que:P-acción = P.errorEjemplo: Si la temperatura es correcta, no se proporciona potencia. Al desviarse la tem-peratura, la potencia – que es la velocidad de reacción del controlador – depende de P y la potencia máxima que pueden proveer la alimentación al actuador.
La función I genera un control proporcional a la suma pasado un tiempo, así que:I_acción = I_acción_antiguo+I.errorEjemplo: un control P no proporciona poten-cia si el valor regulado es correcto, pero si la temperatura exterior no es igual a la tempe-ratura deseada entonces la calefacción tiene que proporcionar potencia para mantener la temperatura correcta. La acción I se encarga de que el controlador proporcione un con-trol adecuado cuando se haya alcanzado el valor correcto.
La función D genera un control proporcio-nal con el cambio del error por unidad de tiempo (ciclo), así que:D-acción = D.(error - error _antiguo)Ejemplo: Cuando el error de repente sea mayor porque se haya subido la temperatura deseada o se haya abierto una ventana, el con-trolador proporcionará un control adicional.
¿Cómo hay que configurar el control PID?La configuración correcta de un control PID depende en realidad de la situación. Si
regulas la posición de una fresa que corta acero, nunca debe sobrepasarse la posición deseada, ya que en caso contrario se elimina-ría demasiado material. Si se trata de contro-lar la temperatura, en la mayoría de los casos
no es tan grave que momentáneamente haga un poquito más de calor. En ese caso es importante que se alcance la temperatura deseada lo más rápidamente posible. Para ampliar la información os remitimos a [1].
Figura 5. Un control conexión/desconexión que responde en el momento que la temperatura se desvía más de 0,1 °. Debido a la lentitud del sistema, la temperatura
medida se desvía ±7 unidades (cerca de 0,7 °). Los valores medidos se han guardado en un fichero de texto y se han tratado posteriormente en Excel.
Figura 6. Ventana durante la configuración en línea del control PID con, entre otras cosas, las configuraciones de P, I y D y acceso a las pantallas para configurar el control, para la
calibración del sensor y para una configuración ampliada del control. Aquí sólo se ha utilizado un control con una función proporcional (P), de modo que queda una desviación
estática – incluso a una ampliación elevada.
Figura 7. La incorporación del funcionamiento integral (P = 60 I = 1) hace que sí se alcance la temperatura deseada, pero surge una sobreoscilación (a la izquierda). Configurando
una banda proporcional (parámetro PIDon = 3 grados) ya no hay sobreoscilación y la temperatura final se alcanza más rápidamente.
Generalmente es suficiente con encontrar la configuración a través de un método de búsqueda astuto (prueba y error). Configura primero P de tal forma que el controlador se aproxime lo suficientemente rápido, luego I de tal forma que no quede ningún error per-manente y finalmente D para que el contro-lador sea aún más rápido. Repítelo en caso necesario para optimizar la configuración.Una desventaja de un control PID es que dependiendo de la configuración puede reaccionar lentamente o tratarse de una sobreoscilación (por ejemplo una tempe-ratura temporalmente demasiado elevada después de un aumento). El origen de la sobreoscilación es que la acción D sigue aumentando mientras no se haya alcan-zado aún la temperatura deseada y enton-ces disminuye lentamente (Integral wind-up [2]). Al mismo tiempo, la acción I es nece-saria en muchos procesos para encargarse de que finalmente el controlador alcance el valor correcto.Para reducir la sobreoscilación se pueden utilizar algoritmos especiales de control (por ejemplo, control tipo B y C [2]). Tam-
bién se puede elegir una ‘banda proporcio-nal’, donde el controlador funcione como un control conexión/desconexión cuando las desviaciones sean mayores que el valor configurado (PIDon). En este software está activa una banda proporcional a menos que se tome un valor para PIDon lo suficiente-mente grande.Una posibilidad es dar un valor ‘esperado’ a base del valor deseado y de ‘un modelo del sistema’. Se puede determinar un sen-cillo modelo midiendo en dos temperatu-ras la cantidad de calentamiento necesario. Entonces el valor del control viene dado – aparte de la aportación del control PID – por Bias+C1*valor deseado (Se puede introducir Bias 0 y C1 como constantes en la configura-ción del control PID).Una tercera manera, donde el propio pro-cesador determina el modelo del sistema, es el método ‘fastgo’. Si la desviación entre los valores medidos y deseados sean dema-siado grandes, el controlador empieza a ajustar hacia el máximo. Si la mitad del error se ha eliminado mediante control, el contro-lador determina el coeficiente de dirección
de la curva y basándose en esto establece cuando tiene que pasar a una regulación PID.
¿Qué se puede hacer con este controlador?Seguro que hay algo que controlar en casa. El autor utilizó este controlador como control de temperatura que consta de un elemento de calefacción alimentado por una antigua fuente de alimentación de PC a través del FET (pin 5 en K3, control a través de O_FET en K5) y un ds1820 o termistor como sensor de tem-peratura. Además se ha construido un con-trol de velocidad de un pequeño motor eléc-trico (medición con una célula fotoeléctrica y un disco de codificación, la entrada Puls_MV en K6 y el control del motor a través de T3 (+Trans en K4) y O_Trans en K5. Tu caldera, la temperatura del acuario, la posición de las láminas para la entrada de luz, etc. Se pue-den controlar todas estas cosas con él. Ade-más puedes profundizar más en la teoría de control y someterlo a pruebas en un sistema de verdad. O adaptar el hardware y/o soft-ware a tu problema de control específico.Algunas posibles mejoras son por ejemplo: identificación del proceso, sintonización automática, opciones de E/S adicionales (pt100), filtros avanzados y un mejor inter-faz (gráfico).
El software está construido de forma modu-lar y se puede descargar gratuitamente del sitio Web de Elektor [3]. Incluye además un documento en Word con información adi-cional (sólo en holandés). Se proporciona el software bajo la licencia CC-BY-NC-SA, esto quiere decir que mientras no se utilice el software para uso comercial (NC) y se men-cione el nombre del autor (BY), puedes uti-lizarlo libremente. Las versiones mejoradas o versiones más amplias están a disposición bajo las mismas condiciones (SA).
(100681)
Enlaces y literatura
[1] Regeltechniek, por Jos van Kempen (2009). Distribuido por Pearson Educa-tion, ISBN 978 90 430 1811 1
[2] http://bestune.50megs.com/typeABC.htm
[3] www.elektor.es/100681
Figura 8. A la izquierda una regulación con un control tipo B con (P = 0,3, I = 0,2), a la derecha una regulación Fastgo (P = 60, I = 5, C1 = 4).
Variantes de ArduinoEl software de este proyecto fue desarrollado entre junio y diciembre de 2010. Para la crea-ción de este artículo se probó el software en la redacción con la versión más reciente del Ar-duino (el Uno, introducido en septiembre 2010). Aunque las diferencias con el Duemilanove con el mismo procesador son pequeñas, resultó que el programa en éste no funcionaba, a menos que se cargase en el Uno el cargador de arranque ‘antiguo’.
Resultó que el problema lo causaba un registro responsable de la duplicación de la velo-cidad en baudios, que el cargador del arranque configura en el Uno, pero no lo reseteaba después de terminar.
Solucionamos el problema dando en el programa en Bascom el valor correcto, tanto a la ve-locidad en baudios como en el registro. Así que:
Interfaces optocoplados con aislamiento eléctrico entrada - salida. Permiten señales de control por niveles TTL o CMOS. (Entrada de 3 a 24 V. D.C.). Según modelo con salidas mediante relés, transistores Mosfet o Triacs.
Un Banco de Pruebas para Kits de Desarrollo de Microcontroladores
Asignando cifras por su facilidad de uso o el tiempo gastado
mcu dev kit benchmark
Clemens Valens (Elektor Francia)
Nos gusten o no, los microcontroladores, o la “electrónica embebida” como a algunos le gusta llamarla, están
más en auge que nunca. Necesitamos muchos dedos para contar todos los fabricantes de microcontroladores
(MCU) activos en el mercado y la tarea de contar todos sus micros es inabordable. Para facilitar que el lector,
el usuario final, pueda realmente utilizar los MCUs, sus fabricantes producen todo tipo de herramientas de
desarrollo y de evaluación para resaltar sus productos y sus prestaciones más sobresalientes.
No solamente son los fabricantes de circuitos los que ofrecen este tipo de placas sino que también los distribuidores de componentes, los creadores de compiladores, las compañías y los desarrolladores independientes están haciendo lo mismo. ¡Incluso nuestros lectores en el Elektor develop dev kits! El resultado es una enorme cantidad de herramientas de las que se supone que el usuario final tendrá que elegir la que más se adapte a sus necesidades; un trabajo casi imposible. Aquí es donde Elektor entra en juego, ya que creemos que podemos ayudar a los usuarios finales mediante la revisión de algunos de estos kits. No podemos revisar todos por varias razones obvias, pero cuando nos encontramos con un kit que parece intere-sante para nosotros, no hemos dudado en informar sobre el mismo. Los fabricantes de “dev kit” (“kit de desarrollo”) por supuesto que lo saben y, a veces, tratan de aumentar su suerte un poco enviándonos kits que esperan que revisemos...Sin embargo, no me sorprendí hace algún tiempo cuando mi colega austríaco, Ernst Krempelsauer, que vive en Alemania y trabaja en Holanda, me pregunto si estaba interesado en revisar el Kit de Desa-rrollo TMS570 MCU [1] de Texas Instruments (TI). Se trata de un kit que trabaja con el microcontrolador TMS570LS20216 ARM Cortex-R4F de TI que se anunciaba como indicado especialmente para apli-caciones de tiempo real. Cuando miré en el kit, tal y como aparece en la página del producto en el sitio web de TI, me interese inme-diatamente. Se trata de una atractiva placa madre, de Keil, con una pantalla TFT sobre ella y muchos conectores colocados en los bor-des. La placa microcontroladora de TI, más pequeña, está conectada sobre la placa principal.Cuando llegó la muestra para el estudio del kit en cuestión, resultó no ser exactamente lo que yo esperaba, ya que se trataba sólo un gran “lápiz” de memoria USB [2]. El lápiz era tan grande debido a que, de no ser así, el encapsulado LQFP de 144 terminales de su MCU, no podía ser montado sobre el lápiz. Llegó en una de esas cajas para CD/DVD familiares de TI que, además del lápiz, contenía una mini-linterna, un DVD, un cable de extensión USB y un folleto con las instrucciones de instalación. Las instrucciones de instalación eran sencillas: insertar el DVD y hacer una instalación completa. Así lo hice.
Anoté la cantidad de espacio de disco libre antes de lanzar la insta-lación, así como la hora: 9:20. ¡Después de 30 minutos y de 95 pul-saciones (¡reales!) de ratón, la instalación se completó! Mirando el espacio de disco duro que quedaba después de la instalación, me di cuenta de que esta “demo” había necesitado la enorme cantidad de ¡7 GB! En comparación, mi directorio de Windows XP Pro contiene 9 GB. Para ser totalmente honesto, hice está instalación 2 veces.
La primera vez lance la instalación mientras intentaba hacer otras cosas, pero cuando comenzó a hacerse pesado el número de pul-saciones de ratón y la enorme cantidad de ventanas de mensajes, decidí volver a hacer la instalación contando y midiendo la cantidad de los “parámetros” antes mencionados.
Figura 1. El kit “TMS570 Microcontroller Development Stick” que, lamentablemente, no hemos usado, pero que posiblemente vosotros sí. Para tener una oportunidad de ganarlo, sencillamente
entra en nuestro sorteo del “Banco de pruebas de kits de microcontroladores”. (Foto: Texas Instruments)
Naturalmente, ya estaba ansioso por ver la demostración así como curioso por descubrir lo que podían ofrecerme un lápiz USB, con un puñado de LEDs y 5 cm² de MCU, soportado por 7 GB de progra-mas. La conexión del lápiz a mi ordenador funcionó sin problemas y fue reconocido inmediatamente, con lo que comencé la Safety Demo Software, como se indicaba en el paso 3 de las notas de insta-lación. Se me presentó una ventana con 6 grandes botones y pulsé sobre el de más arriba a la izquierda, llamado Safety Features. Esta herramienta primero programó el MCU y después mostró un dia-grama de bloques del CI, así como una lista de pequeños botones
sobre la izquierda que nos permiten generar un evento de error en la MCU. El error se ilustra gráficamente en el diagrama de bloques y un pequeño LED rojo se enciende sobre la placa.Os costará entender un poco qué es lo que me impresionó profun-damente de esta demo tan convincente por lo que pasaré rápida-mente a las otras opciones. Pulsé sobre el botón Ambient Light (“Luz Ambiente”) y me apareció una pequeña ventana con un gráfico de barras verticales que mostraba la intensidad de la luz ambiente. Un sensor de luz incluido en el lápiz hace que esta demostración sea posible. Si cubres el lápiz con la mano, la barra se reduce a un pequeño porcentaje, y cuando encendemos la linterna sobre el sen-sor (¡ajá! por eso TI la incluye en el kit!) se puede obtener hasta el 100% de iluminación. ¡Oh!.Vamos rápidamente a la próxima demo: el Temperature Sensor (“Sen-sor de temperatura”). Al hacer clic en el botón se abre una pequeña ventana que muestra un gráfico de la temperatura. La demo dijo que la temperatura era de más de 30 ° C; por lo menos, 7 º C más alta que la temperatura ambiente pero, tal vez, ¿medida cerca de la MCU o del PC? De todos modos, esta demo fue tan convincente como las demás.¿Qué pasa con el espectáculo de luz de LED? Una vez más, una pequeña ventana que aparece y, esta vez, pude comenzar el espec-
táculo de luces pre-programado o cambiar los seis LEDs azules de forma manual. No hay que desprenderse de este kit en caso de que queramos comprar este lápiz de desarrollo, ya que no os diré lo que sucedió, pero puedo aseguraros que, de nuevo, me vi impresionado profundamente.Si no recuerdo mal TI fue la primera compañía en introducir el con-cepto de desarrollo USB y lápices de memoria de evaluación, pero éste es el primero de ellos que presenta una MCU MSP430 que se podía interrumpir después de la programación y usarla en nuestra propia aplicación. Pero esta memoria USB sólo parece cumplir unos
propósitos de marketing. Se sacaron unos míseros 22 terminales, de los 144 terminales (llamados “puntos de prueba”), a dos conectores tipo “pinheader”, aunque también hay disponible un bus CAN (esta MCU está pensada para aplicaciones de automoción). Asimismo, disponemos de un compilador con el que podemos escribir algo de código para el microcontrolador pero, ¿realmente necesitamos 7 GB y más de 95 clics de ratón para eso? Supongo que algunas personas encontrarán un uso para este kit, pero yo no.Mientras preparaba este artículo me encontré con un stand de TI en una feria de electrónica y, como tenían este kit en exposición, decidí preguntar al personal por la verdadera razón de la existencia de este kit. La respuesta seguía siendo vaga y estaba dirigida a la línea de “evitar que el usuario gaste demasiado dinero para llegar tan lejos como él/ella desea”. Puedo estar equivocado, pero si estamos dis-puestos a invertir una gran cantidad de tiempo en la evaluación de una MCU tan poderosa y especializada, ¿lo harías sobre un lápiz de memoria? De ninguna manera.En el pasado, ya hemos tenido discusiones en Elektor sobre el estudio de kits de desarrollo. Pero, ¿cómo debemos hacer esto de manera que sea interesante y útil para el lector? ¿Podemos pensar en un método estándar que permita comparar distintos kits? Esta discusión no nos llevó muy lejos, pero el tipo de kit de TI, mencio-
¡Colabora con el Banco de Prueba para kits de desarrollo de MCUs (“Dev Kit Benchmark”) de Elektor y gana este kit!
Figura 2. Los elementos rosados del menú de inicio se han añadido durante la instalación del programa de evaluación de 7 GB. Señalar
que ya estaba presente la instalación de otra versión del Code Composer en el ordenador de prueba.
Figura 3. La plataforma de lanzamiento del TMS570. Después de gastar bastante tiempo leyendo la documentación deberemos
pulsar sobre el botón derecho inferior. Podemos pasar por alto sin problemas sobre los otros cuatro botones.
nado más arriba, reavivó el tema. En cierto sentido, fue la gota que colmó el vaso, y decidimos tomárnoslo en serio.Después de algunas reflexiones, definimos un banco de pruebas para kits de desarrollo y de evaluación de MCUs que nos permitiese comparar rápidamente su facilidad de uso así como su impacto en el sistema: el helloWorld (HW). La calificación se ha calculado a par-tir helloWorld:
[ ]( )× + +
S
s t m ihelloWorld (1)
donde S (remarcar la letra mayúscula) es la mayor capacidad de espacio disponible en disco duro (el más novedoso, en GB), en el año de salida al mercado del kit de desarrollo (de acuerdo con Wikipedia [3], en 2011 S = 4 TB); s (minúscula) sería el espacio de disco necesa-rio, en GB, por el kit de desarrollo; t es el tiempo de instalación en minutos; m serían las pulsaciones de ratón para conseguir que un LED parpadee en el kit de desarrollo y, por último, i es el número de iconos y accesos rápidos que se crean en el escritorio. El parámetro S se incluye para introducir un elemento de tiempo en el banco de prueba para que sea posible comparar la calificación de helloWorld en el tiempo. Con este banco de prueba, un LED que parpadea como el incluido en el kit de TI, daría una puntuación infinita ya que no ocupa ningún espacio de disco. Una vez definido un banco de prueba podemos ver cómo se com-porta. Vamos a comenzar con el “TMS570 Microcontroller Develo-pment Stick” ya presentado. Introduciendo los valores que hemos encontrado durante nuestra prueba de disco en (1), encontramos (con los TB convertidos en GB):
( )× + += helloWorlds
4096
7 34 95 84,27
En comparación, Arduino 1.0 consume 232 MB de espacio de disco, no crea ningún icono en el escritorio y sólo necesita 10 “clics” de ratón (dependiendo un poco del método utilizado para descom-primir el fichero de instalación) para hacer que el LED Arduino por defecto parpadee. Esto corresponde con una puntuación (redon-deada) de 1636 hW. La Tabla 1 muestra algunas puntuaciones más para tarjetas de desarrollo, incluida una de Elektor y solo la placa Sceptre.El banco de pruebas propuesto aquí es sólo una aproximación inicial, ya que serán necesarias algunas modificaciones. Si alguno de nues-tros lectores piensa que hemos olvidado algún parámetro significa-tivo o que un parámetro no está siendo medido adecuadamente, hacédnoslo saber. ¡Enviadnos vuestras sugerencias a [email protected] y participad en el sorteo para el kit de desarro-llo evaluado en este artículo!
Kinetis KwikStik3 Freescale 3 GB 120 1500 0 11 Basado en lo último en disco duro de 2011, con tamaño máximo de 4 TB.2 Basado en valores proporcionados por Chris Burrows, de Astrobe, y asumiendo que .NET 2.0 runtime está disponible sobre el ordenador de prueba.3 Visita http://elektorembedded.blogspot.com para ver los detalles de esta baja puntuación.
¡Participa y gana!Ayuda en el desarrollo de un banco de pruebas para kit de desarrollo de microcontroladores, útil y de aplicación universal, que pueda ser usa-
do para comparar fácilmente estos kits. Envíanos los criterios que crees son fundamentales para incluir en dicha prueba y entra en un sorteo
de premios para el kit de desarrollo analizado en este artículo. El ganador será seleccionado al azar y recibirá de forma gratuita el “TMS570 Mi-
crocontroller Development Stick”. Para participar en el sorteo por favor, envía tus sugerencias a [email protected] y recuerda: no
te quejes después, nosotros hemos establecido las reglas.
El circuito del interfaz para sonda lambda [1], gracias a que utiliza un conversor de nivel TTL/RS232, dispone de un puerto se-rie “RS232 sin protocolo”, en el que sólo se utilizan las líneas de conexión (TXD, RXD y GND), que se encuentran juntas en el co-nector de tres pines X1 (véase la figura 1). Si el ordenador no incorpora puerto RS232, podemos utilizar uno de los cables adapta-dores USB/RS232 disponibles en el merca-do.
DatosPara establecer la conexión serie hemos de configurar el siguiente puerto COM (vir-tual, si fuera necesario) en el PC, según los siguientes detalles: 115.200 baudios, 8 bits de datos, 1 bit de stop, sin paridad, sin pro-tocolo. Una vez creada la conexión, el interfaz para sonda lambda enviará hasta 5 paquetes de datos por segundo, con los valores actua-les. Como se describe en adelante, la tasa de refresco puede ajustarse entre 1 y 5 Hz. Los datos pueden exportarse opcional-mente al formato “.csv”, compatible con Excel. La salida tiene una distribución muy simple. He aquí un ejemplo:
Lambda: 250Ref: 252Bat: 505Status: 32CJ: 255
En el modo compatible con Excel, ésta se-ría:250;252;505;32;255
La primera línea de un paquete de datos corresponde con el primer valor, cuyo con-tenido se especifica como “Lambda”, y se trata de la conversión A/D con 10 bits de re-solución de la tensión UA del CJ125. A partir de éste, puede calcularse la corriente Ip del multiplicador de tensión según la precisión que nos ofrezca dicho valor de lambda:
=×
× ×Ip
Lambda V
Ap R
5
1023shunt
Ap es la ganancia de la señal de la corriente del multiplicador (8 en el área más amplia y 17 en la más estrecha) y Rshunt la resisten-cia de shunt (61,9 Ω). Si fijamos el valor un valor de ejemplo (Lambda: 250), con
Ap = 8 obtenemos para la corriente del multiplicador:
=×
× ×= =Ip
VA mA
250 5
8 61,9 10230,0025 2,5
Mediante el segundo valor del paquete de datos, llamado “Ref”, como ya describi-mos en el circuito de la anterior entrega, se corrigen las fluctuaciones de la tensión de referencia de 5 V del ADC. El valor Ref se calcula mediante:
=×
RefV
V
1,22 1023
5
Los 1,22 V (±1 %) son la tensión de referen-cia exacta a la entrada ADC3 (pin 26) del ATmega8. La desviación del valor de “Ref” respecto del ideal de 250 nos da el error actual con los 5 V de referencia del conver-sor A/D.
“Bat” almacena el valor digitalizado de la tensión de alimentación Ubatt o Ub, que se mide gracias a un divisor de ten-
Sebastian Knödler (Alemania)
La tarjeta-interfaz para sondas lambda de banda ancha presentada en la anterior edición podía utilizarse
tanto en modo autónomo (“stand-alone”), como conectándola en el puerto serie de un ordenador (de
sobremesa o portátil) para medir el contenido de oxígeno en el gas de salida. Mediante el puerto serie
pueden utilizarse todas las herramientas de diagnóstico de los integrados de sonda lambda CJ125 en la
tarjeta y registrarse al completo los valores de medida y las condiciones de funcionamiento. Aparte, las
distintas configuraciones se llevan a cabo desde el PC mediante un juego de sencillas instrucciones.
sión (39k/10k) en la entrada ADC2 (pin 25) del ATmega8. Si el valor es inferior a 440 (=10,5 V) o superior a 670 (=16,0 V), el ATmega8 finaliza la medida y pasa al modo stand-by.
Mediante los valores Status y CJ se maneja el contenido leído del registro de estado del microcontrolador y el de diagnóstico del CJ125. Aparte, el sistema deja de lado el registro de diagnóstico del CJ125 [2] en pro del de status. El registro de status se representa de forma binaria en la tabla 1. “Watchdog” avisa de errores internos en el programa que requieren reiniciar. El error CJ notifica un error en el CJ125, especificado en el valor CJ.El valor CJ almacena el contenido del regis-tro de diagnóstico del CJ125 y ha de conver-tirse a valor binario. Por ello, tiene sentido representar estos valores en la tabla 2. Los bits de error se han colocado por separado en la tabla 3. Si no hay ningún error, “CJ” tiene el valor 255. En caso de error, la salida X2/Pin2 se pone a nivel alto, y se apaga el sistema calefactor de la sonda, para evitar la sobretemperatu-ra. Aparte, se desactiva también la corrien-te del multiplicador a través de la sonda y la medida Ri de la célula de oxígeno, con lo que no se pueden utilizar los valores para UR y UA.En las sondas antiguas se daban numero-sos errores, sobre todo durante la fase de calentamiento. Normalmente éstos des-aparecen una vez alcanzada la temperatu-ra de funcionamiento. Si aún así aparecen demasiados errores, esto indica que hemos de reemplazar la sonda.
InstruccionesLas instrucciones que soporta el interfaz se listan en la tabla 4. En total son ocho, cada una nombrada con una sola letra. Estos comandos se transmiten en código ASCII, prestando atención a las mayúsculas y mi-núsculas. Una instrucción se cierra con CR (Carriage Return, carácter ASCII 13) y sólo es válida tras esto. He aquí una pequeña explicación de las instrucciones:
C (modo de Calibración): el CJ125 pasa al modo de calibración (véase el siguiente ca-pítulo).
Q1
14MHz74C8
22p
C7
22p
C3
100n
C18
100n
C2
100n
+5V
R110
kL1
47uH
C1
100n
C4
100n
SP3232EB
T1OUTT2OUT
R1OUT
R2OUT
R1IN
IC6
T1INT2IN
R2IN
C1–
C1+
C2+
C2–
VCC
GND
1112
10
1314
15
16V+
V-
789
3
1
4
5
2
6
C19
100n
C21
100n
C22
100n
C23
100n
C24
100n
+5V
X1
3
12
GND
TXDRXD
R22
39k
LM4041
IC4
R23
39k
R24
10k
+Ub
IC53
14
5
2
LMV321M7
+5V
R15 1k
C26
100n
C25
100n
R610k
X4
3UL2
1
X2
3
12
PB3(MOSI/OC2)
PC5(ADC5/SCL)PC4(ADC4/SDA)
PB2(SS/OC1B)
PD4(XCK/TO)
PC6(RESET)
ATMEGA8-AI
PD2(INT0)PD3(INT1)
PD6(AIN0)PD7(AIN1)
PB1(OC1A)
PB4(MISO)
PC3(ADC3)PC2(ADC2)
PC0(ADC0)PC1(ADC1)
PD0(RXD)PD1(TXD)
PB0(ICP)
PB5(SCK)
PD5(T1)
XTAL1 XTAL2
AREF
IC1
AVCC
ADC6ADC7
GND
VCC
GND
VCC
PB6 PB7GND
20
1011
121314151617
28
2625
2324
27
29303132
18
19
21
22
83
4
9
7 5
6
12
R1847
0R
LED1
R19
470R
LED2
110728 - 11
R21 4k7R20
1kR16
1k
R9 1k
UR
UA
UA
UA
DIAHG
SCK
SS
MOSI
MISO
DIAH
G
SCK
SS MOSI
MISO
Figura 1. El interfaz RS232 es parte del circuito del microcontrolador, que recibe los valores de medida y los mensajes de estado mediante el puerto y procesa las instrucciones RS232.
Tabla 1. Análisis del registro de estado
IntF.7 IntF.0
Modo de calibración
Watchdog Sistema listo
Error SPI Ubat nivel alto
Ubat nivel bajo
Sobretempera-tura de la sonda
Error CJ
Tabla 2. Análisis del registro de diagnóstico del CJ125
N (modo Normal): el CJ125 entrega los da-tos actuales (como se ha descrito en la sec-ción anterior).
H (iniciar medida): activa la calefacción de la sonda. Tras unos 30 el sistema está listo para medir.
D (finalizar medida): desactiva la calefac-ción de la sonda.
F (Fast): los datos se actualizan 5 veces por segundo.
S (Slow): los datos se actualizan 1 vez por segundo (configuración por defecto).
T (Text): datos en formato de texto (como se describe en la sección anterior).
E (Excel): datos en el modo compatible con Excel (como se describe en la sección ante-rior).
CalibraciónCon la instrucción “C” el CJ125 entra en el modo de calibración. El procedimiento es el mismo que poniendo un nivel bajo en el pin1 de X4 en el modo autónomo, descrito en la anterior entrega. El circuito se calibra sólo tras el encenderlo (conectar la tensión de alimentación). La calibración (a poste-riori) sólo es necesaria tras llevar a cabo una larga serie de medidas (duración > 24 horas).
PrecisiónLa sonda de banda ancha LSU4.2 en com-binación con el integrado CJ125 del inter-faz alcanza una alta precisión en el rango de λ = 1. Con λ = 1,7 la sonda tiene un error aproximado de de ±0,05, que puede acen-tuarse con la edad de ésta hasta ±0,15. Con λ = 1,009 el error es muy pequeño, de ±0,006 aproximadamente, y tras más de 2000 horas de funcionamiento tan sólo de ±0,008.Para calcular el contenido de oxígeno en el gas de escape, primero hemos de crear una curva de calibración (figura 2) con los va-lores de la hoja de datos de la sonda (véase la tabla 5). Puede verse cómo la concentra-ción de oxígeno es directamente propor-cional a la corriente del multiplicador Ip.Esto nos conduce a la fórmula dada en la anterior edición para calcular la concentra-ción de oxígeno:
=+
OIp 0,035
0,12212
La medida lógicamente asume que haya oxígeno en el gas de escape, ésta fórmula se aplica al rango en el que el gas sea el ge-nerado durante la combustión. Para otros rangos así como si utilizamos la sonda lambda LSU4.9 hemos de utilizar otros da-tos de calibración.Si queremos conseguir valores de medida aún más precisos, podemos servirnos de al-gunos gases para su calibración (por ejem-plo del tilo).
(110728)
Tabla 4. Resumen de las instrucciones
Instrucción Función
C Modo de calibración
N Modo normal
H Iniciar medida
D Finalizar medida
F Transferencia rápida (5Hz)
S Transferencia lenta (1Hz)
T Texto
E Modo .csv (compatible con Excel)
Tabla 5. Tabla de valores de la concentración de oxígeno/corriente de medida (en la hoja de datos de la sonda)
AndroPod (1)Puerto serie para smartphones y tablets con Android
En los últimos años el mercado de smartphones ha explotado; hoy en día todo el mundo puede llevar encima un pequeño ordenador, con procesadores de doble núcleo y frecuencias de reloj de hasta 1,6 GHz que nada tienen que envidiar a muchos notebooks. Además, estos orde-nadores “móviles” con pantalla táctil, mul-titud de sensores, WLAN, puerto para tarje-tas SD y por supuesto, las funciones propias de un teléfono como envío y recepción de
mensajes SMS. Por ahora, hay disponibles multitud de dispositivos en un rango de pre-cios de 100 a 200 euros, lo cual hace que nos planteemos si no sería buena idea utilizarlos como centros de control para aplicaciones electrónicas en casa. Aquí podríamos pen-sar en la domótica o en la supervisión de un medidor desarrollado por nosotros mismos. Quizá necesitaríamos también un interfaz de usuario o un registrador de datos, que pudiéramos conectar a nuestro propio cir-
cuito cuando fuese necesario. Otras posibi-lidades de aplicación fascinantes podrían ser la robótica y el modelismo.Para los electrónicos que quieran desarro-llar y programar por sí mismos, el único que se queda dentro es el sistema ope-rativo Android de Google; la competen-cia, Apple y Microsoft, tienen aplicaciones propias sometidas a muchas limitaciones. La oferta de hardware Android (de distin-tos fabricantes) y de software es enorme,
Bernhard Wörndl-Aichriedler, Julian Nischler (desarrollo) y Jens Nickel (texto)
Pantalla táctil de alta resolución, gran potencia de cálculo, características wireless y
telefónicas: los smartphones y tablets con Android están predestinados a servir como
centrales de control de nuestros propios proyectos. Anteriormente no resultaba nada
fácil conectar estos dispositivos a la electrónica externa. Pero esto va a cambiar con el AndroPod,
que incorpora una salida serie con niveles TTL y RS485.
Productos y servicios Elektor
• AndroPod con ampliación RS485, tarjeta montada y probada, 110405-91
• Conversor USB/TTL BOB FT232, montado y probado, 110553-91• Conversor RS485/USB, montado y probado, 110258-91• Cable USB-A/Micro-B
• Fuente de alimentación para Smartphones con conector USN Micro-B
• Descarga del software (gratuita)Todos los productos y descargas están disponibles en la web de este artículo: www.elektor.es/110405
además, el sistema operativo es de código abierto. Android forma parte de un potente entorno de programación, que proporciona acceso a casi todas las funciones del hard-ware, permitiendo programar aplicaciones fantásticas y con un entorno de usuario muy intuitivo.
PuertosSin embargo, hasta hace poco ha sido casi imposible añadir a los smartphones con Android nuestra propia electrónica. Esto incluye algunas soluciones exóticas como la utilización de la salida de audio (véase la anterior edición [1]), con lo que nos queda-rían, como puertos con cable el USB, e ina-lámbricos el WLAN y el Bluetooth. Los puer-tos inalámbricos no resultan demasiado fáciles de utilizar, además, sumado a nues-tra propia electrónica necesitaríamos un costoso módulo transceptor. Aparte, ten-dríamos que pensar en la inmunidad ante ruidos. El bluetooth tiene además el inevita-ble sistema basado en tiempos de latencia.Nos queda el USB, que en los smartphones “sólo” funciona como puerto USB slave/device. En un teléfono supone la forma de ser conectado a un PC, cumpliendo éste la función de USB master/host. Si queremos comunicarnos con un smartphone Android mediante USB, debemos diseñar nuestra propia electrónica de modo que también pueda funcionar como host USB. En el mer-cado hay disponibles tarjetas de distintos fabricantes que incorporan un chip determi-nado; algunas son compatibles con Arduino. Google ha integrado en las versiones de Android a partir de la 2.3.4 un puerto por software llamado “Open Accessory API”, mediante el cual pueden controlar a estas tarjetas por USB. Este puerto sólo está dis-ponible de fábrica en los últimos teléfonos. Además de esto, por nuestra parte hemos de disponer de una biblioteca USB para nuestros propios diseños electrónicos.
La ideaTuvimos la suerte de que dos estudian-tes de la Escuela Superior de Hagenberg (Austria), como estudio relacionado con el diseño de hardware y software, llevaron a cabo una tarea especial: Desarrollar un interfaz de smartphones barato, estable y rápido, con el cual poder controlar electró-
nica externa. Al programar la primera apli-cación de prueba, ambos se percataron de que al pulsar el botón de debug en el IDE utilizado, aparecía un mensaje de status anunciando una conexión TCP [2]. Los sor-prendidos desarrolladores, por mera curio-sidad, empezaron a introducirse a fondo en el sistema operativo de código abierto Android. ¡Y tuvieron éxito! Cada disposi-tivo con Android 1.5 (o sea, casi cualquier smartphone o tablet disponible en el mer-cado) integra un driver USB para el llamado Android Debug Bridge (ADB) [3]. Echando un vistazo a las capacidades de este puerto, ofrece la posibilidad de establecer conexio-nes TCP mediante el puerto USB de forma sencilla. El ADB se utiliza para depurar apli-caciones en Android (así como el propio sistema operativo y el bootloader). Para que resulte fácil de integrar, el protocolo diseñado se ha simplificado al máximo (ver cuadro).El puerto y el driver USB ocultan los detalles del protocolo ADB y el sistema de “empa-quetado” USB de los ojos del programador. Para transferir datos, por el lado de la aplica-ción en Android solamente ha de utilizarse un pequeño servidor TCP. Suena peor de lo que es, pues podemos utilizar las potentes y bien documentadas clases de Java pre-sentadas (como por ejemplo java.net.Ser-verSocket). Esto reduce la tarea de progra-mar a unas pocas líneas de código; más al respecto en la próxima entrega.
HardwareAparte de la electrónica externa, necesi-tamos un controlador capaz de funcionar como USB host y con suficiente memoria
flash, para poder integrar el protocolo ADB y las funciones TCP en el código. Ambos estudiantes se decantaron por un controla-dor Vinculum II USB-Host de FTDI [4]. Este chip, también llamado VNC2, dispone de dos puertos USB, los cuales pueden traba-jar bien como host o device. El núcleo del controlador es una CPU de 16 bits con una frecuencia de reloj de 48 MHz, suficiente memoria Flash de 256 kB y 16 kB de RAM.El chip Vinculum dispone de suficientes pines que el usuario puede definir, y en los que se conecta la electrónica externa. Los desarrolladores decidieron utilizar un UART programable por hardware como puerto, con los pines habituales: RXD, TXD y GND. Con las líneas de protocolo habituales RTS y CTS –y tras la correspondiente conversión de nivel- puede realizarse un puerto RS232 completo.En la figura 1 puede verse un esquema del cableado a grandes rasgos: ambos puer-tos USB permiten conectar simultánea-mente un dispositivo con Android (en este caso hemos de configurar el puerto como USB host) y un PC (puerto USB slave). El PC sirve, por ejemplo, como fuente de alimen-tación, pero no sólo eso. Los dos estudian-tes austriacos se las ingeniaron para utilizar los ADB al mismo tiempo con sus funcio-nes originales: es decir, para depurar una aplicación Android desde el PC. Con el chip Vinculum esto puede hacerse casi “directa-mente”; en el firmware de este chip se ha integrado un router que divide los paque-tes correspondientemente. Para diferen-ciarlo basta con el puerto TCP, mediante el cual se envían los datos: el puerto 1337 ha sido reservado por los desarrolladores para
USB HOSTCONTROLADOR
HARDWAREA MEDIDA
AndroidSmartphone
PC
USB HOST
USB HOST
TTL-SERIE
110405 - 12
USB DEVICE
USB SLAVE
Figura 1. El controlador cuenta con dos puertos USB, en los que pueden conectarse simultáneamente el teléfono y el PC para la depuración.
la electrónica de control. Esta caracterís-tica no tiene precio cuando se trata desa-rrollar nuestras propias aplicaciones, pues permite vincularlas al resto de electrónica externa.
TarjetaEl Vinculum II, ambos puertos USB y el puerto serie son los elementos principales de la tarjeta interfaz, llamada por los estu-diantes AndroPod (véase la figura 2). Como bloque adicional del circuito se encuentra una fuente de alimentación de 3,3 V (PSU), la cual reduce la tensión de 5 V del USB a 3,3 V, siendo ésta la tensión de alimentación del chip Vinculum. En el puerto de depura-ción puede conectarse un módulo VNC2 (en funcionamiento normal no es necesa-rio, ya que el firmware ya está listo para ser utilizado). El “interfaz de usuario” está for-mado por dos LEDs de estado y dos peque-ños interruptores, con los cuales puede configurarse.Para que el AndroPod resulte aún más flexi-ble, en Elektor le hemos hecho una amplia-ción con RS485. Antoine Authier del labo-ratorio de Elektor tuvo la idea de que esta ampliación pudiese añadirse de forma inde-pendiente. Quien no necesite el RS485, sencillamente basta con que corte el trozo correspondiente de la tarjeta.
CircuitoEn el desarrollo del AndroPod, los estudian-tes se inspiraron en la tarjeta VINCULO de FTDI. Para hacerla compacta, se utilizó un VNC2 en encapsulado QFN de 32 pines. Como muestra el esquema del circuito en la figura 3, esta versión requiere de pocos componentes externos.Para obtener un buen reloj, el chip requiere un cuarzo externo de frecuencia estable. En cada uno de los pines de alimentación del procesador debe haber un condensador de desacoplo. El Vinculum II requiere, a parte de una alimentación estabilizada a 3,3 V, también una tensión para PLL (VREGOUT). Esta se genera internamente; sin embargo, externamente debe incorporar una protec-ción y un filtro para evitar ruidos.El cableado de los puertos de USB host y slave es simple, y básicamente consiste en resistencias de 27 Ohm (cuyos valores se han obtenidos de la hoja de datos) y un conector USB adecuado. Como puerto host para conectar smartphones se ha utiliza un diseño USB-A estándar (K2). Así será posible utilizar teléfonos que tengan cable USB-A/Micro-B (figura 4). Al conectar el teléfono es importante que comprobemos si se carga al mismo tiempo. La tarjeta del AndroPod ha de alimentarse a toda costa a 5 V/500 mA. La forma más fácil de conseguir esta energía
es mediante el conector USB slave (K1). Aquí hemos utilizado un conector Micro-B, con lo que podemos utilizar hasta el adaptador de red suministrado con el propio smartphone.Si en K2 se conecta algún dispositivo que consuma más de 500 mA, la tarjeta estará bien protegida mediante IC2. Este chip especial ha sido diseñado especialmente para el USB y se encarga de que el máximo admisible sean 500 mA.Los diodos y las inductancias con ferrita aumentan la robustez en cuanto a compa-tibilidad electromagnética ante las influen-cias externas.
AlimentaciónLa tarjeta del AndroPod (figura 5) está dis-ponible en Elektor completamente mon-tada y probada (sin componentes opcio-nales, marcados en el esquema de circuito con un asterisco). La tarjeta ofrece muchas opciones para su alimentación. En general, la tarjeta principal del AndroPod es la que alimenta a la ampliación RS485, pero tam-bién puede ser al revés. Para probarlo, es necesario referirnos a las dos líneas marca-das en el esquema de circuito como +5V_CORE y +5V_EXT.Como ya se ha dicho antes, el AndroPod puede alimentarse a través de K1, pero tam-bién con el puerto de depuración K3. La ter-
FTDIVINCULUM II
USBHOST
USBDEVICE
PC
InterfazDepuración
UART
110405 - 13
RS485
INTERFAZTTL-
SERIE
ProtecciónSobrecorriente
Aliment.3V3
5V 12V
RS485DRIVER
INTERFAZ USUARIO(Con�guración)
ANDROPOD PCB EXTENSION PCB
ProtecciónESD
ProtecciónESD
Aliment.5V
AndroidSmartphone
Figura 2. La tarjeta ofrece diversas conexiones (entre otras un UART-TTL y un puerto RS485), así como multitud de variantes para la alimentación.
Figura 4. El cable USB-A/Micro-B suministrado con el teléfono sirve para conectar el smartphone y el AndroPod.
cera posibilidad es mediante los pines +5V_EXT de los conectores K4, K5 o K6. ¡Pero siempre teniendo en cuenta la limitación a 500 mA!
En el “jumper de tres posiciones” JP1 se fija cual de las tres posibilidades se está utilizando. La tensión ahora apa-rece a través de un fusible en dicha
línea a +5V_CORE. Es reducida por IC1 a 3,3 V para alimentar al chip Vinculum. Al mismo tiempo, los 5 V pueden alcan-zar los conectores K5 o K6 (en cada caso el pin 2), y así alimentar a la electrónica conectada. Es posible hacer lo mismo con el conector Mini-DIN K9, y entonces en lugar de D12 habrá que hacer un puente soldando. Sin el diodo también resulta posible acceder a los 5 V mediante el pin 1. ¡Pero en ningún caso puede haber un jumper en JP1! Con el diodo una vez mon-tado hemos de prestar atención a la caída de tensión, que no puede ser más de 5 V en el pin 1 de K9.La tensión de +5V_CORE se utiliza también para la tarjeta de ampliación y puede ali-mentar aparte el driver RS485. La expan-sión RS485 puede alimentarse también gracias a los 5 V de la PSU mediante IC4, en el cual se convierten los 12 V de la clema o los del conector a 5 V y se dirigen a tra-vés de un diodo a la línea +5V_EXT. Ambas posibilidades pueden seleccionarse gracias al jumper JP4. Y con +5V_EXT ya sabemos cómo alimentar al AndroPod según lo des-crito arriba, y cómo utilizar la electrónica externa.
Lista de materialesResistencias (1%, 0603):R1 a R4 = 27 ΩR5, R6 = 180 ΩR7 a R13, R16 = 10 kΩR14 = 6,04 kΩR15 = 1 kΩR17 = 120 ΩR18, R19 = 680 Ω (valor recomendado)
Condensadores:C1, C2, C6 a C12, C21 = 100 nF / 50 V (10 %,
X7R, cerámico, multicapa, 0603)C3 a C5, C13 = 47 µF / 10 V (20%, ESR 0.7, tán-
talo, encapsulado B 1210)C14, C15 = 18 pF / 50 V (5%, C0G/NP0, cerámi-
ConexionesLas posibilidades de conexión del Andro-Pod y su tarjeta de expansión son igual de flexibles que las de alimentación. Las seña-les TTL UART pueden obtenerse en K5. K5 y K6 están conectados internamente; quien separe las tarjetas luego puede conectar eléctricamente ambos conectores.Los pines 1 a 6 de K5 (puerto serie más ali-mentación a 5 V para la electrónica externa) se encuentran también accesibles desde los pads, en los cuales quien quiera puede sol-dar un conector mini-DIN de ocho pines. Está planeado equipar posteriormente otras tarjetas de Elektor con un conector de este tipo. Uno podría pensar en la electrónica de control, que de este modo puede con-trolarse mediante un smartphone o tablet. Entre otros, las líneas MODE1 y MODE2 en el conector mini-DIN son prescindibles.Quien quiera jugar con su propio firmware de Vinculum, puede utilizar el puerto de depuración, pero también K4, que incor-pora un conversor USB/TTL BOB-FT232 [5] como se muestra en la figura 6, disponible en Elektor [6]. Se describen ambos, tanto la grabación con el módulo de depuración como con el puerto serie, en [7].
El puente depuración de AndroidCada paquete ADB transmitido por USB tiene la siguiente apariencia:
Dirección Tamaño
0x00 4 Byte Comando
0x04 4 Byte Argumento 1
0x08 4 Byte Argumento 2
0x0C 4 Byte Tamaño de los datos
0x10 4 Byte Checksum de los datos
0x14 4 Byte Número mágico (comando obtenido con XOR 0xFFFFFFFF)
0x18 - Datos
El comando puede ser por ejemplo “CNXN” (inicialización de la conexión), “OPEN” (establecer conexión), “WRTE” (escribir) u “OKAY” (aceptar).
Tras implementar este protocolo resulta muy fácil establecer una conexión TCP, por ejemplo en el puerto 1337 (PC->Smartphone, Smartphone->PC).
CNXN - host:xxxx:xxxx Inicializar conexión con el smartphone
CNXN - device:xxxx:xxxx Confirmación del smartphone
OPEN ID conexión en el PC /0 tcp:1337 Establecer conexión TCP en el puerto 1337
OKAY ID conexión ADB/ID conexión PC Confirmación del smartphone, puerto TCP abierto
WRTE ID conexión en el PC/ID conexión ADB Hello to Phone Enviar datos al puerto TCP
OKAY ID conexión ADB / ID conexión PC Confirmación del smartphone, datos recibidos
WRTE ID conexión ADB / ID conexión PC Hello to PC Envío de datos del smartphone al PC
OKAY ID conexión en el PC / ID conexión ADB Confirmación del PC, datos recibidos
Figura 6. Gracias al BOB FT232 podemos cargar nuestras propias actualizaciones de firmware. El pequeño puerto USB/TTL ya está disponible listo para utilizar en Elektor.
Ahora pasemos a la expansión RS485. La clema de tornillos dis-pone de las conexiones de 12 V, GND, A y B. Aquí puede conec-tarse, por ejemplo, el hardware del ElektorBus [8]. Quien quiera utilizar uno o más “nodos expe-rimentales” (110258-1) ha de prestar atención al orden cam-biado de las conexiones.Con JP2 se terminan debida-mente las líneas del bus. Las resistencias opcionales de Pull-up/Pull-down R18 y R19 mantie-nen las líneas del bus en un nivel de tensión definido, cuando todos los nodos están inacti-vos (“failsafe biasing”). Es reco-mendable montar dichas resis-tencias al utilizar el bus RS485, ya que durante los periodos de inactividad la sensibilidad ante las interferencias se incrementa [9].Las señales RX, TX y RTS del puerto serie controlan el driver LT1785, bien conocido en el pro-yecto del ElektorBus (la señal de RTS es la encargada de acti-var el pin de “driver-enable” DE, haciendo posible la comunica-ción en halfduplex). En estado normal, el driver RS485 recibe todos los bytes transmitidos por él mismo (echo). Mediante la línea de CTS esto puede eli-minarse; sin embargo, la última versión del firmware de Vincu-lum también permite ya esta posibilidad.La guinda del pastel es la posi-bilidad de utilizar un conversor RS485/TTL o un RS485/USB, conectando el adaptador USB/TTL BOB-FT232 en K6. Hemos de mencionar que entonces el pin DE del LT1785 sólo podrá mani-pularse mediante software en el PC. El software actual de PC del ElektorBus no es compatible a este respecto, con lo que reco-mendamos seguir utilizando el conversor RS485/USB del artí-culo 110258-91 [6].
Configuración...El chip Vinculum-II de la tarjeta se suministra preprogramado con el firmware del AndroPod de Bernhard Wörndl-Aichriedler y Julian Nischler.La tasa de transferencia de los parámetros UART puede ajus-tarse desde el PC con el pro-grama AdifController (desarro-llado especialmente por ambos desarrolladores para el interfaz del AndroPod), con no lo que no hay que cambiar el firmware de Vinculum. Gracias a AdifCon-troller también puede especifi-carse si el pin RTS se va a utilizar para controlar el LT1785. Como siempre, el software de este proyecto puede encontrarse en un archivo zip, descargable gra-tuitamente en la página web de Elektor [6].Durante la configuración del AndroPod el interruptor dere-cho S1 debe encontrarse en “ON” (config-mode). Cuando estemos depurando una apli-cación de Android, así como en funcionamiento normal, dicho interruptor ha de estar en posi-ción “2” (off, debug-mode). En la versión actual del firmware el interruptor izquierdo no tiene ninguna influencia.
Comencemos con el primer test en el modo de depuración. Resulta más apropiado utilizar K1 como alimentación (a tra-vés de un cable USB-A/Micro-B desde un PC). Lógicamente, JP1 ha de colocarse donde sea preciso.Antes de conectar el teléfono en K2 (mediante un segundo cable USB-A/Micro-B, disponible en Elektor [6]) ha de activarse en Android el ADB. Por motivos de seguridad, éste está desac-tivado por defecto. Mientras el teléfono muestra la pantalla de inicio, presionamos el botón del menú abajo a la izquierda, y en
Figura 7. El driver que instala el software para AdifController, cuya descarga es gratuita, configura el AndroPod y transfiere datos al
teléfono.
Figura 8. Durante la configuración, el AndroPod actúa de convertidor USB/serie. Esto puede comprobarse haciendo doble click en la entrada “AndroPodInterface” en el administrador de
dispositivos de Windows.
Figura 9. Configuración del puerto serie para conectar nuestros propios dispositivos electrónicos.
éste entramos en “configuración”. Tras abrir este menú, seleccionamos “aplicaciones” y posteriormente “desarrollo”. Ahora marca-mos la casilla “depurado USB”.Tras conectar el teléfono, el LED debería empezar a parpadear lentamente, una vez por segundo (si el ADB no está activado, el LED parpadeará más rápido).
...y pruebasAhora, en el administrador de dispositi-vos de Windows comprobaremos que el AndroPod ha sido detectado satisfactoria-mente como “AndroPodInterface” (podría-mos tener que desconectar la tarjeta del PC, y volverla a conectar). En la mayoría de los casos primero hemos de instalar el dri-ver correspondiente, lo cual puede hacerse cómodamente con AdifController.Para esto, tras descomprimir los archivos de la descarga, ejecutamos el instalador AndroPodInterfaceInstaller.exe. Debe-mos ignorar la advertencia de Windows, avisando de que el programa no podrá ejecutarse correctamente. Tras la instala-ción, ejecutamos AdifController desde el menú de programas. En el menú principal (figura 7) hemos de alternar a la pestaña “Drivers”. El driver para el modo depura-ción se instalará haciendo click en “Install driver for Debug Mode”, y posteriormente se instalará también el del modo config. Ahora debería aparecer correctamente el AndroPod en el administrador de dispo-sitivos (si no es así, quizá funcione desco-nectar y conectar nuevamente el cable del teléfono).Cuando el resultado de este test haya sido satisfactorio, hemos de entrar en el modo de configuración (ponemos el interruptor derecho en “ON”) y reiniciamos la tarje des-conectándola y volviéndola a conectar. En el administrador de dispositivos, la tarjeta aparecerá otra vez como “AndroPodInter-face”. Tras hacer doble click, podremos ver en la ventana de propiedades cómo el chip Vinculum trabaja como conversor USB/Serie (véase la captura de pantalla en la figura 8). Ahora pasemos a ver la pestaña “Configure” en AdifController (figura 9). Por defecto está configurado a 9600 baudios, no obs-tante son posibles tasas de transferencia bastante más rápidas, normalmente de hasta 1,5 Mbaudios.
Ahora volvamos otra vez al modo depura-ción para poner a prueba la tasa de trans-ferencia. Para ello necesitamos una aplica-ción de Android adecuada. Hemos subido una aplicación lista y muy flexible al Google Apps Marketplace, ya que instalarla desde ahí es la forma más fácil. Busque en el Mar-ketplace “ElektorBusBrowserForAndroPod” (el software en detalle será explicado en la próxima edición). Una vez instalada la apli-cación tendrá que permitirle acceso a Inter-net y las funciones SMS.Tras iniciar la aplicación, el LED amarillo de la tarjeta se mantendrá iluminado conti-nuamente. Para probar la tasa de transfe-rencia, conectamos en K5 el conversor USB/TTL BOB-FT232R y éste a su vez con el PC. También funciona con un cable USB/TTL de FTDI, pero tendremos que adaptar el conec-tor a la asignación de pines de K5. La tercera opción es hacer uso del ya nombrado con-versor RS485/USB del artículo 110258-91 [6], conectando los tres cables a las clemas de tornillo del AndroPod – entonces también podremos probar la ampliación RS485. Ahora iniciamos un programa terminal de nuestra elección en el PC y seleccionamos el puerto COM de nuestro conversor USB, así como una transferencia de 9600 baudios. En el smartphone presionamos el botón de abajo a la izquierda, con lo que accedere-mos al menú. Tras pulsar en el botón “Test Data Transmission” deberíamos ver en el terminal un texto reconocible.
En la próxima entrega desvelaremos otras características de la aplicación. En esta pueden crearse interfaces de usuario y enviarse SMS en función de los eventos que transcurran; y todo ello sin tener ningún conocimiento de Android. Y quien quiera
programar en Android por su cuenta, también aprenderá cómo diseñar una apli-cación de control para su propio dispositivo electrónico.
Los desarrolladoresJulian Nischler (derecha) y Bernhard Wörndl-Aichriedler estudian ingeniería en la escuela técnica superior de Ha-genberg (norte de Austria), particular-mente diseño de hardware y software. Mientras que Julian ejerce como gerente de una agencia organizadora de eventos, Bernhard trabaja como desarrollador de hardware independiente. Más informa-ción sobre ellos y sus proyectos en www.xdevelop.at.
En este proyecto, los desarrolladores contaron con el apoyo de: Ing. Michael Bogner y Dr. Thomas Müller-Wipperfürthdel departamento de diseño de hardware y (www.hardware-software-design.at), Ing. Helmut Strasser, Prof. Dr. Andreas Magauer, Prof. Peter Klotz y Nicole Miletic.
Pico C-Plus y Pico C-SuperEl medidor ‘pico-C’ de Elektor actualizado de dos formas
Se han desarrollado dos nuevas versiones del programa Pico C. La versión Pico C-Plus que se ejecuta en la placa, como se publicó en [1] y que incluye una función de gene-rador de señales, así como de medida de capacidad y una función de medida de un sólo periodo, basada en el oscilador TLC555. La segunda versión, Pico C-Super, requiere unos pequeños cambios de la PCI original (dos cortes y tres cables) para permitir que se pueda medir una señal externa. Esta ver-sión añade un contador de frecuencias e implementa el contador de período correc-tamente. Como alternativa al corte de pistas y la soldadura de hilos, se ha diseñado una nueva placa, fabricada, para el Pico C-Super.
Pico C-Plus: ¡mira, sin cambiar de placa!Cuando leí el artículo original publicado en abril de 2011 [1], parecía tener poco sen-
tido que un contador de 24 bits estuviese limitado a 2.500 pF. El artículo establecía que un conteo de 680 es equivalente a 1 pF y como 24 bits dan un conteo máximo de 16.777.215, el rango debería extenderse a 16.777.215/680 = 24.672 pF. Decidí investi-gar re-escribiendo el programa en ensam-blador puro para mantener el control de la aritmética de 24 bits requerida y controlar de cerca el circuito.Un estudio posterior del código fuente del programa publicado muestra que se hizo un compromiso para poder trabajar dentro de las limitaciones de la aritmética Bascom (ver apartado). La versión en ensamblador utiliza una multiplicación de 24 x 24 bits y divide 48 x 24 bits, algo que he obtenido de la nota de aplicación AVR200 de Atmel, esto evita tener que hacer ningún tipo de compromiso con la aritmética. También he hecho un enfoque diferente con la ISR (la
rutina de servicio de interrupciones) y sólo uso una ISR para iniciar y detener el conteo, así como para controlar el número de perío-dos con los que hacer el promedio. Como Pico C es esencialmente un dispositivo de medida de periodo, este fue mi primer obje-tivo a desarrollar. He mantenido el original del promedio de la señal, pero uso múltiplos de 10, de modo que el escalado se convierte en algo tan sencillo como cambiar el punto decimal. El promedio de la señal también se beneficia en esta aplicación ya que hay un poco de ruido en el período del oscilador. Los rangos y precisión del nuevo medidor se muestran en la Tabla 1. Al igual que en el programa original, los valores de calibra-ción se almacenan en la memoria EEPROM. Cuando la placa se utiliza por primera vez, el programa reconocerá que la EEPROM está en blanco e insiste en que hay que hacer una calibración. Así, la calibración es opcio-
Jon Drury (UK)
La popularidad de Todas las Cosas sobre Test
y Medida entre los lectores de Elektor se
confirmó recientemente, una vez más, con
Pico C, un bonito medidor de capacidad
de montaje casero, especialmente
diseñado para trabajar con valores
condensadores pequeños, por debajo de 10
pF, para el disfrute de los radioaficionados y dejando muy
atrás a instrumentos profesionales. Sin embargo, se observó que
una de las limitaciones del instrumento era su valor máximo, de unos 2.500 pF,
lo que provocó que el lector Jon Drury escribiera un nuevo programa que culminó en dos nuevas versiones
llamadas Pico C-Plus y Pico C-Super. ¿C+? No, ¡para escribir el firmware se utilizó el lenguaje ensamblador!
Nota del Editor. Las modificaciones y ampliaciones que se describen en este artículo son el resultado de reprocesos y no implican correcciones del diseño original de Pico C (abril de 2011) [1], ni de la PCI asociada, ni el microcontrolador o del kit suministrado por Elektor (refs. 100823-1, 100823-41, 100823-71, respectivamente). La publicación original y los productos relacionados permanecen inalterados.
nal para medidas posteriores, pero se puede realizar en cualquier momento mediante la selección de la función “Calibrate”, en la secuencia de selección de modo. Debemos tener en cuenta que el nuevo programa lleva a cabo automáticamente una opera-ción de “auto-cero” en el inicio de un ciclo de medida y no se debe conectar nada en la entrada hasta que haya pasado el tiempo de ajuste del auto-cero.El nuevo programa incluye una función de medida de periodo independiente con opciones para media de 1, 10 ó 100 perio-dos. El multiplicador máximo de 100 per-mite que se puedan medir periodos con una resolución de 1 ns. Como f = 1/P, aquí tenemos una oportunidad de añadir una alta resolución y medidas de baja frecuencia (<100 Hz) pero, por desgracia, no hay espa-cio suficiente en la pantalla LCD de 2 x 16. La función periodo tiene un tiempo de medida mínimo de 1,5 µs, ya que este es el tiempo de ejecución de la ISR.Así pues, la función de medida del período se ha utilizado para implementar la lógica de Pico C con mejores resultados (ver Tabla 2). La función de multiplicar actúa ahora para seleccionar el rango de medida. El rango máximo en cada escala está deter-
minado por el conteo máximo antes de que se produzca el desbordamiento y he elegido generar el desbordamiento con 24 bits para mantener las matemáticas senci-llas (!), aunque los dos contadores encade-nados puede dar 26 bits (mediante el uso de OC1A y de OC0B). La otra consideración es que el período de medida máximo es de casi un segundo (0,839 s), para 24 bits. Tiempos más largos comenzarían a pare-cer lentos. De los cálculos preliminares del rango máximo, como era antes, se espe-raba un rango de unos 8 nF con el multipli-cador a 100, ya que es, aproximadamente, 3 veces la cifra utilizada en el programa publi-cado (el Pico C original incluía un multipli-cador de 32). Sin embargo, sólo fue capaz de medir unos 5,8 nF, que es el mayor error que podría explicarse por tolerancias de los componentes (5%). La cifra publicada de 680 cuentas/pF podría ser inconsistente con la frecuencia base publicada de 3,2 kHz (ver el recuadro para el cálculo). En esta versión extendida, con el multiplicador estable-cido en 100, la capacidad se puede resolver hasta 0,01 pF, pero limitada a 5 nF, mientras que con un multiplicador de 1, la resolución cae hasta 1 pF, pero el rango se extiende hasta los 500 nF utilizando los valores de
los componentes publicados. La linealidad del medidor se verificó en todos los rangos midiendo condensadores de forma indi-vidual y, después, midiendo en diferentes combinaciones (ver resultados). Aunque se observó una ligera desviación en el extremo superior, es inferior al 0,1%.Está claro que si se reduce el valor de R1 el límite superior se puede ampliar. Yo pre-fiero usar una resistencia de 470 kΩ, la cual extiende el límite superior a un valor cómodo de 1 µF, sin perjuicio de la parte inferior. Sin embargo, sería interesante poner a prueba valores más bajos de R1, para ver si el medidor también podría ser utilizado para medir condensadores elec-trolíticos de bajo valor.Aún con el código añadido, todavía queda mucho espacio en la memoria del 2313 para más código, por lo que me pareció lógico añadir la medida de frecuencia y un gene-rador de señales para obtener el máximo partido del circuito. El generador de seña-les dispone de un rango muy amplio que va desde los 0,8 Hz hasta los 10 MHz (pero con resolución reducida en el extremo supe-rior). Utiliza una tabla de 18 frecuencias fijas ubicadas en la EEPROM para mantener el máximo espacio del programa posible. Los
Características del Pico C-Plus/Super • Programa completamente reescrito (código ensamblador).
Controladores disponibles ya programados.
• Rango de capacidad extendido: <1 pF a 500 nF, max. Resolución de 0,01 pF
• 3 rangos de capacidad: 5 nF, 50 nF, 500 nF
• Pico C-Plus: sólo actualización del programa; no se requieren modificaciones en la placa.
• Pico C-Super: actualización del programa y cambios menores de la placa. Placa re-procesada disponible.
• Rangos del medidor de periodo: 16 ms, 160 ms, 1,6 s
• Rango del medidor de frecuencia: 8 MHz, max Resolución 1 Hz
• Señal del generador:
- rango 0,8 Hz – 10 MHz
- Resolución 0,1% hasta 10 kHz, 1% entre 10 kHz – 100 kHz
- onda cuadrada 0 – 5 V
Tabla 1. Medida de capacidadMultiplicador Condensador Max. Resolución1 500 nF 1 pF
10 50 nF 0.1 pF
100 5 nF 0.01 pF
Tabla 2.Medida del Periodo.Multiplicador Máximo Resolución1 1.6 s 0.1 µs
10 160 ms 10 ns
100 16 ms 1 nsNota: se aplica un mínimo de 1,5 μs a todos los rangos.
Tabla 3. Medidas de frecuencia.Tiempo de puerta Frecuencia Max. Resolución
usuarios deben adaptar las frecuencias de la tabla para ajustarlas a sus propias aplicacio-nes. El contador de frecuencia (Tabla 3) uti-liza una rutina de retardo por programa pre-cisa que ambos contadores usan. Los tiem-pos de retardo se comprobaron usando una versión de la función de medida del período.
A hacer para Pico C-Plus• (Re)programar el ATtiny2313 con PicoC-
Plus.hex y PicoC-Plus.eep (la EEPROM con-tiene la tabla básica para la generación de la señal), o pedir el microcontrolador ya
programado # 110687-41 desde la web de Elektor [2].
• Usar el terminal 15 (OC1A) del 2313 para la salida de señal.
• Usar una pulsación corta del conmuta-dor para los menús y una pulsación larga (>2 s) para aceptar la opción mostrada o para salir de cualquier modo.
Pico C-Super: modificaciones menores o una nueva placaIF queremos que el pequeño instrumento original llamado Pico C
(1) Tenga el aumento del rango de la capa-cidad de C-Plus.(2) Tenga el generador de señal de Pico C-Plus.(3) Actúe como un contador de frecuencia.(4) Actúe como un medidor de periodo.REM, en otras palabras, para hacer un uso completo de la versión extendida del pro-grama llamado Pico C-SuperTHEN algunos terminales del 2313 tienen que ser liberados.ELSE pásate a Pico C-Plus o ¡continúa usando felizmente el Pico C original!
PA2/RESET1
VCC20
GND10
PD0 (RxD)2
PD1 (TxD)3
PD2 (INT0)6
PD3 (INT1)7
PD4 (T0)8
PD5 (OC0B/T1)9
PD6 (ICP)11
XTAL15
XTAL24
(AIN0) PB012
(AIN1) PB113
(OC0A) PB214
(OC1A) PB315
(OC1B) PB416
(MOSI/SDA) PB517
(MISO) PB618
(UCSK/SCL) PB719
IC3
ATtiny2313
OUT3
THR6
DIS7
TR2
R4
CV5
VCC8
GND1
IC2
TLC555
1%
R1
1M
1%
C7
220p
K2
C4
100n
+5V
1 3
2
IC17805
X1
20MHz C6
15p
C5
15p
C3
100n
63V
C1
10u
C2
100n
K1
VSS
1
VDD
2
VL3
RS4
R/W
5
E6
D07
D18
D29
D310
D411
D512
D613
D714
LED+
A15
LED-
C16
LCD1
2 x 16
S1
CALIBRATE
P1
10k
R25R6
JP1
Cx
D1
1N4004
9V...12V
100687 - 11
D2
BAT85D3
BAT85
R3100R
+5V +5V
K3
D4
BAT85D5
BAT85
R4100R
K4
Figura 1. Esquema eléctrico del circuito del Pico C-Super, incorporando los cambios al diseño original de abril de 2011. Ahora hemos ampliado el rango de capacidad (hasta los 500 nF), un generador de señal, un contador de frecuencia y un medidor de período (por
programa) acertado, ¡todo ello en un solo micro ATtiny2313!
Aparte de la programación, esto se debe a que el terminal 8 del 2313 (T0 como entrada) se utiliza como una salida en la versión publicada para controlar el TLC555. Pero en la versión extendida del programa del Pico C-Super, este terminal se utiliza como una entrada para medir la frecuencia y el ter-minal “Reset” del TLC555 está conectado permanentemente a 5 V. También es nece-sario separar los terminales 6 y 7, al igual que las versiones revisadas usan INT1 para la medida de la capacidad e INT0 para el período externo. Sin cambios, la función período muestra el periodo del oscilador 555.
A hacer para Pico C-SuperPara conseguir que las funciones del conta-dor de frecuencia y de medida de período funcionen se requiere dos cortes y tres enla-ces con cable en la placa original de Pico C:• Cortar la pista entre el terminal 4 de IC2 y
el terminal 8 de IC3. (Libera la entrada T0).• Conectar el terminal 4 de IC2 al 8 de IC2.
(Deja a IC2 funcionando permanente-mente, con RST llevado a +5 V).
• Conectar el terminal 8 del IC3 a la toma de entrada. (Entrada a T0).
• Cortar la pista entre los terminales 6 y 7 de IC3. (Libera INT0, usada para el Período externo).
• Conectar el terminal 8 de IC3 al terminal 6 de IC3. (Entrada externa a INT0)
Los cambios se reflejan en el esquema eléctrico del circuito que se muestra en la Figura 1. Para la protección de entrada se han añadido diodos. La PCI que incorpo los cambios mencionados anteriormente figura con el número de artículo 110687-1. Para comodidad de los nuevos lectores de la saga Pico C, en la Figura 2 se muestra la pantalla de serigrafía de la PCI. El fichero con toda la información de fabricación de la PCI se puede descargar gratuitamente de [2] y el controlador ya programado para el Pico C-Super está disponible con la referencia # 110687 -42.¿Qué más? Por supuesto, la lista de mate-riales y el montaje real, aunque esto no debería presentar problemas, ya que sólo se ven implicados componentes con taladros pasantes y una placa de circuito impreso de una sola cara. Sin embargo, unas palabras
de precaución: comprobar y volver a com-probar la numeración de los terminales de la pantalla LCD que estamos utilizando; el esquema eléctrico sólo muestra el sím-bolo de un circuito, no la forma física o la disposición real de los terminales.
Algunos resultadosEn primer lugar, unas palabras de aviso: el medidor reprocesado es extremadamente sensible en el rango de x100 y puede detec-tar la presencia de una mano a una distancia de unos 5 cm. Así que, para obtener mejores resultados, he activado el interruptor utili-zando un potenciómetro de ajuste durante la calibración para evitar errores provenien-
tes de la capacidad de la mano. Para que nuestros lectores se diviertan un poco, en la Figura 3 se muestra una foto de mi pro-totipo con un condensador variable 1,6-5,0 pF. La capacidad comenzará a aumentar cuando se coloca una mano a unos 5 cm de distancia y se eleva hasta unos 5 pF cuando el cable es sujetado entre dos dedos. Seña-lar que el cable tiene una longitud de 10 cm y está unido al terminal “vivo” de la entrada. ¿Es una antena o un condensador, qué os parece? También podemos ver en la foto que se está usando una pantalla LCD de 4 x 20, algo que ha sido muy útil en la provi-sión de espacio para mensajes de diagnós-tico durante el desarrollo del programa.
LCD1 plug = 16 terminales pinheader, sepa-ración entre terminales de 0.1’’ (2.54mm), ángulo recto
S1 = pulsador, SPNO, realimentación táctil, 6mm
X1 = cristal de cuarzo de 20MHz, CL = 18pF, 50ppm
PCI # 110687-1*
* detalles del pedido en www.elektor.es/110687
Figura 2. Cara de componentes de la PCI reprocesada para el Pico C-Super, es decir, la versión con todas las funciones. Si deseamos fabricar nuestra propia placa, podemos
Como hemos mencionado antes, las com-probaciones de la linealidad se han reali-zado aparte ya que se esperaba que el osci-lador TLC555 fuese lineal en un rango de 3 décadas de frecuencias, de 1 Hz a 3,2 kHz. La foto también muestra uno de los soportes de prueba fabricado a partir de un pequeño trozo de placa taladrada y una tira de ter-minales tipo “header”. La capacidad del soporte se mide como C0 y cada condensa-dor individual como C1, C2, etc. Se han mon-tado una gran variedad de valores para que se pueda seleccionar la capacidad suficiente para sobrecargar del medidor en un rango determinado. Hemos usado una hoja de cálculo para restar la capacidad del soporte a cada lectura individual para calcular su contribución. Después, cuando los con-densadores se combinan, la lectura teórica se calcula a partir de la suma del soporte y de los condensadores individuales. El error se calcula primero en pF y, después, como un porcentaje del valor teórico. La diferen-cia entre la medida y el valor teórico resultó ser, normalmente, superior al 0,1%.Los resultados de la medida de la precisión han sido resumidos en la tabla que podemos encontrar en el fichero opcional 110687-W del proyecto (descarga gratuita en [2]).Cuando medimos grandes condensadores en los rangos de x10 y x1, se puede apreciar algún ruido. Por ejemplo, un condensador de 10 nF mide 10091 pF en la escala x10, pero en la escala x1 la lectura varía entre 10085 y 10091 pF. También parece que se aprecia una pequeña cantidad de ruido capturado en la entrada del TLC555, donde la impedan-cia de entrada es bastante alta. Se aprecia mucho menos ruido cuando la medida se hace en la escala x100 como resultado de hacer la media de la señal.
(110687)
Referencias
1. Pico C, Elektor Abril de 2011. www.elektor.es/100823
2. www.elektor.es/110687
Compromisos en el código original Bascom El programa publicado declara el periodo como una variable “long”, la cual, en este caso, es de 32-bit con signo (un máximo de 2.147 x 109). El paso crítico en la aritmética requie-re que el periodo (24 bits) sea multiplicado por el valor del condensador de referencia en decenas de pF, es decir, por 10.000, que es justo 13 bits. Eso requiere un resultado que sea de 24+13 = 37 bits, y un único bit de la variable “long” es el signo, con lo que deja a Bascom sólo con 31 bits y el paso de multiplicación crítica puede producir un desbordamiento arit-mético. El programa original soluciona este problema dividiendo los 25 bits de lectura de los contadores encadenados por un factor de 8 en la rutina ‘Measure-ok’ y reduciendo así la lectura a 22 bits. También se ha realizado un 2º compromiso en el cálculo con la sentencia:
If Period <=214748 Then ‘do calculation’
Else ‘error’
Dicha sentencia limita el periodo a valores que no lleguen a producir la correspondiente multiplicación de desbordamiento, pero también añade un límite artificial en el valor máxi-mo del condensador que puede ser medido.
Conteos por pF!La frecuencia del oscilador base de 3,2 kHz es equivalente a una cuenta de
20 MHz / 3.2 kHz = 6250
y como C7 es 220 pF, tenemos 6250 / 220 = 28.4 cuentas/pF. Pero el programa original cuenta 32 periodos, lo que da un valor de 28.4 x 32 = 909 cuentas/pF, que es bastante di-ferente de la cifra publicada originalmente de 680 cuentas/pF. Esto explicaría la diferencia entre la elevada capacidad esperada de alrededor de 8 pF y el límite medido realmente de 5.6 nF.
Figura 3. ¿Está todo bien? El prototipo del autor estaba ‘equipado’ con un grupo de condensadores y aparatos de prueba para una mayor precisión. Notad el uso de una pantalla LCD de 4x20, que resultó muy útil para propósitos de diagnósticos.
De alguna manera, se decidió que deberíamos organizar un con-curso de soldadura en el evento ElektorLive! del 26 de noviembre del año pasado. Se suponía que mi colega Jan Visser se iba a encar-gar del concurso y se le pidió que crease un concurso justo y sólido. Su propuesta fue una prueba de habilidad que consistía en soldar 13 resistencias de cero ohmios en una Placa de Prototipos Universal de tamaño 1 (UPBS-1/Elex) [1]. La calidad de la soldadura se veri-ficaría midiendo la resistencia total usando una medida de cuatro hilos [2], calificando de la calidad visual de los puntos de soldadura y verificando la colocación correcta de las resistencias. Para ase-gurarse de que tenía todo previsto, Jan pidió a varios colegas que participasen en un ‘simulacro’. Yo también fui invitado.Después de que varios colegas pasasen delante mí con éxito, llegó mi turno. Sin más preámbulos comencé a poner las resis-tencias en su lugar, como en la foto ejemplo (no intentéis ver la cara posterior de la PCI, que se estropea todo). La UPBS-1 que tenía que usar vino de un lote que no salieron exactamente como queríamos y como se me dijo un par de semanas antes. Sin saber exactamente qué había ido mal con la placa (le faltaba la pantalla de serigrafía que indica la ubicación de los puntos de soldadura y de las pistas) las almohadillas de cobre y restos) terminé creyendo que estaba formateada como una placa PCI de prototipos estándar, con sólo los taladros y los puntos de sol-dadura (“pads”) y sin conexiones entre los “pads” (ver Foto 1).Así que doblé algunos terminales de la parte trasera de la placa para conectar las resistencias unas con otras. Luego soldé todos los terminales a los “pads” y doblé los terminales a los puntos correctos. Después de terminar, Jan vino a ver mi trabajo. Al ins-peccionar la parte posterior de la PCI frunció mucho el ceño con mi trabajo. Era evidente que no esperaba esto y algunas risitas se escucharon en el laboratorio por lo que todo el mundo se reu-nió a nuestro alrededor. Resultó que pasé por alto las pistas de cobre impresas en el reverso de la placa (echad un vistazo más de cerca a la foto; podréis distinguir un tono más atenuado de verde donde hay una pista de cobre debajo). ¡Vaya! No era nece-sario conectar las resistencias con sus cables como yo lo había hecho, pero tampoco había nada de malo en ello.Después de que las risas se hubiesen calmado un poco, era la hora de medir la resistencia total de mis 13 resistencias en serie. Y adi-vinad qué: ahora era mi turno para deleitarme: gané esta parte. Mi PCI, sin duda alguna, fue la que presentó la menor resistencia total. Mientras que otras conseguían lecturas en el rango de 36 a 40 mΩ, mi PCI sólo midió 32 mΩ. ¡Un claro ganador!Pero todo esto era un poco extraño. Después de comprobar de nuevo y verificar que no era un error de medida, cortamos las conexiones extra que había hecho con los terminales (ver la foto-grafía de la parte posterior de la PCI) y medimos de nuevo. Ahora mi PCB medía unos 39 mΩ, más o menos lo mismo que mis “com-petidores”. La única conclusión era que cuando se trabaja con resis-tencias próximas a cero, no importa si puenteamos una pista de cobre con el terminal de un componente. Así, para el concurso real que estaba por delante, Jan se vio obligado a tener esto en cuenta.También tratamos de sobrecalentar algunos puntos de solda-dura de hasta 450 ºC (842 F) (los puntos de soldadura amarillen-
tos de la Foto 1), pero no llegamos a medir una diferencia en la resistencia por lo que, para el concurso, tuvimos que basarnos en la inspección visual de la placa.Como una prueba rápida, se midió la resistencia de una resisten-cia de 0 Ω. Medía 4,8 mΩ. Por lo tanto, 13 veces 4,8 mΩ es igual a... 62,4 mΩ, no un valor cercano a 39 ó 40 mΩ. ¿Y ahora qué? ¡Vale! Vamos a acortar la distancia en la que viaja la corriente para la medida acortando los terminales (ver Foto 2 y 3). 1,66 mΩ, ¡esto me gusta más! Parece que en este rango ¡un pequeño trozo de cable hace una gran diferencia!Con todo, el incidente dio Jan una buena oportunidad para pre-pararse para cualquier peculiaridad y la desviación que pudieran ocurrir durante el concurso. En el momento de la escritura de este artículo podemos felicitar al ganador del concurso: Marcel van Gaalen. ¡Felicidades (otra vez)!
(120042)
Enlaces en Internet[1] www.elektor.es/110446[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Four-terminal_sensing
En el evento ElektorLive! de 2011 (el 26 de noviembre de 2011, en el Evoluon, Eindhoven, Holanda) se organizaron dos sesiones de ‘puesta en marcha’ un taller para informar a los participantes acerca de DesignSpark PCB, del PIC32 y de la placa chipKIT Max32. Obviamente, todo ello dentro del contexto del DesignSpark chipKIT Challenge, organizado conjuntamente por Elektor, Circuit Cellar y RS Components. Ian Bromley, de RS Components, amablemente presentó el DesignSpark PCB; Jeroen Hobbelmans, de Microchip, introdujo el procesador PIC32; y yo hablé sobre la placa chipKIT Max32 a los concursantes a los que se les requería utilizarlo. Uno de los objetivos de las sesiones era conseguir que los concursantes potenciales pusieran en marcha esta placa.Durante la primera sesión nos dimos cuenta de que los asistentes se encotraron con problemas debido a la falta de los controladores FTDI necesarios para hablar con la placa por el puerto serie. La mayoría logró solucionar el problema sin ayuda, pero algunos tuvieron problemas importantes
y necesitaron atención especial. Mientras estábamos ocupados tratando de ayudar
a los asistentes a superar los obstáculos iniciales, algunos se fueron a jugar o a vaguear, lo que fue un poco desafortunado. Así pues, para la segunda sesión, decidimos lanzar un ejercicio extra para ocupar a aquellos participantes que no se encontrasen con este tipo de problemas.El ejercicio consistía en explicar primero por qué el sketch ejemplo Dimmer (File -> Ejemplos -> 4.Communication -> Dimmer) no funcionaba con el diodo LED montado en la placa Max32 y, a continuación, modificar el esquema para que funcionara. La respuesta a la primera pregunta era bastante fácil: el diodo LED no estaba conectado al terminal correcto (¡vaya!). De hecho, el ejemplo requería un diodo LED en el terminal 9 mientras que el LED en la placa Max32 estaba conectado al terminal 13. Sin embargo, cuando, de forma inocente, cambiamos el número de terminal en el programa seguía sin funcionar. La razón de esto es que el bosquejo ejemplo utiliza la instrucción analogWrite para ajustar el brillo del LED y, a diferencia de lo que cabía esperar de su nombre, esta función utiliza PWM para emular una salida analógica. Por supuesto, el circuito PWM del PIC32 funciona, pero las salidas no se dirigen
al terminal 13 de la placa Max32, por lo que analogWrite ¡simplemente no funciona en el terminal 13!La segunda parte del ejercicio, modificando el croquis para que funcionara, se dejó para hacerla co m o t r a b a j o en c as a . L o s participantes abandonaron y pensé en dedicarme a hacer otras cosas. Imaginad mi sorpresa cuando, la mañana del lunes siguiente al evento ElektorLive!, a primera hora, recibo un correo electrónico de Martin Koster, uno de los participantes del taller, con la solución completa para el ejercicio y mucho más. Martin es un ingeniero meticuloso así que, antes de hacer cualquier otra cosa,
primero comprobó si el sketch original funcionó según lo esperado, es decir, con un diodo LED en el terminal 9. Luego, continuó para mejorar este esquema, añadiendo un soporte para un diodo LED RGB y, finalmente, puso en práctica una función PWM software para emular la función analogWrite en los terminales que no tienen la capacidad de una señal PWM física (hardware). Con esta función se puede controlar el brillo de los LED en la placa. Problema resuelto. Tenemos que tener en cuenta que la resolución de esta función es un poco rudimentaria, pero el principio general quedará claro.Ya hubiera dado a Martín una A + por su trabajo, si sólo hubiera utilizado el ejemplo correcto. En cambio, basó su trabajo en el ejemplo ‘Fading’ (File -> Examples -> Analog - Fading), que es muy similar, pero no incluye el puerto de comunicación serie para controlar manualmente el brillo. No conforme con esto, ya que ha sido el único en cumplir con su tarea, me lo ha explicado y me lo ha demostrado con un video de su trabajo, con lo que gana la máxima puntuación entre todos. ¡Bien hecho, Martin: A+ para ti! Podemos descargar el código de Martin y sus videos en www.elektor.es/110715.Y recordad: tenéis hasta el 27 de marzo de 2012, a las 18.00 GMT (13.00 CET) para presentar vuestro proyecto Desafío chipKIT DesignSpark, en www.chipkitchallenge.com y, tal vez, podáis ganar ¡hasta 5000$ en efectivo!
(110715)
Ejercicios con el chipKIT Max32 La solución correcta para el problema equivocado
Actualización del Desafío deDiseño en DesignSpark chipKITTM Ya estamos en el tercer mes en el que el Desafío de Diseño en DesignSpark chipKIT™ para aplicaciones de eficiencia energética está siendo testigo del desarrollo de algunos proyectos innovadores y rompedores.
Ian Bromley (UK)
Estamos absolutamente encantados por el enorme entusiasmo que ha despertado la competición de chipKITTM DesignSpark. Y también por la imaginación y la alta calidad de las ideas que se han presentado hasta el momento. Como recordatorio, o para aquellos que por pri-mera vez oyen hablar de esto, el desafío DesignSpark chipKIT, que fue lanzado en noviembre del año pasado en Elektor Live!, trata de animar a ingenieros, estudiantes y aficionados a desarrollar nuevas e innovado-ras soluciones de eficiencia energética, al mismo tiempo que deja una huella ecológica reducida. Y lo que es más, la posibilidad de ganar un total de 10.000 $ en premios, incluyendo un primer premio de 5.000 $. Creo que está razonablemente claro que tenemos que alcanzar un nivel mucho más alto en sostenibilidad energética, tanto a nivel local como global, y una electrónica embebida innovadora de efi-ciencia energética puede hacer una contribución significativa en el cumplimiento de este objetivo. Como ya dije en la edición del mes pasado, no se trata sólo de desarrollar nuevas tecnologías a nivel de dispositivos, como los microcontroladores de ultra-bajo consumo de energía u otros dispositivos electrónicos, sino que hay otras muchas posibilidades y oportunidades a nivel de sistema o de aplicación. Por ejemplo, una bombilla de mayor eficiencia energé-tica ayuda a ahorrar energía, por supuesto, pero quizás es aún más valioso, en términos de ahorro de energía, un sistema de control de automatización del hogar que se encarga de la iluminación en el hogar, apagando las luces cuando realmente es necesario. Volviendo al lanzamiento del concurso en Elektor Live!, sin duda hemos disfrutado de un par de talleres de gran éxito con una exce-lente cooperación y camaradería de todos los participantes. Tuve la magnífica ayuda de mis colegas en esta competición: Jeroen Hobbelmans de Microchip y Clemens Valens de Elektor, así que, mi agradecimiento a todos ellos. Los únicos problemas técnicos que tuvimos fueron con los controladores USB y la conexión a las pla-cas chipKit al PC. Así que un par de consejos sobre lo que podría ser útil para los nuevos principiantes que tienen dificultades para con-seguir poner en marcha su placa: en primer lugar, dentro del IDE MP (Entorno de Desarrollo Integrado Multi-Plataforma) de código abierto, la herramienta de la librería tiene una amplia gama de con-troladores FTDI, que debería solucionar la mayoría de los proble-mas de conectividad; en segundo lugar, aunque no era un problema generalizado en los talleres, podría darse la posibilidad de algunos problemas con los que trabajan bajo Windows 7, sin embargo, esto puede arreglarse fácilmente ejecutando el modo Windows XP de este sistema operativo, disponible en el mismo.Con el concurso en marcha, los participantes están ahora ocupados desa-
rrollando aplicaciones de eficiencia energética y amigables con el medio ambiente, basadas en la plataforma de desarrollo chipKITTM Max32TM de Digilent, que cuenta con un microcontrolador PIC32 de 32 bits de Micro-chip. La plataforma de desarrollo chipKITTM Max32TM es una solución de 32 bits compatible con Arduino que permite a los ingenieros, estudiantes y aficionados la integración fácil y económica de la electrónica en sus pro-yectos. El hardware chipKITTM es compatible con las placas de ampliación (“shields”) existentes, de 3,3 V, de Arduino, y puede ser desarrollado utili-zando una versión modificada del IDE Arduino y de los recursos Arduino existentes, como ejemplos de código, librerías, referencias y tutoriales.Algunas de las presentaciones que hemos visto hasta el momento han sido diseñadas para aplicaciones en domótica, control de ener-gía, controladores de carga de energía solar y monitores inteligen-tes de turbinas eólicas. Dos de las más exóticas incluyen un sistema de control de planeador no tripulado subacuático (un tipo de AUV, vehículo submarino autónomo) y una pantalla de eficiencia de con-sumo de energía “Milles per Gallon” (es decir “Millas por Galón”, el equivalente a km/L), para su uso en coches antiguos o clásicos, para permitir una conducción más económica.Como recordatorio, todas los proyectos presentados deben incluir una tarjeta de extensión desarrollada con la herramienta DesignS-park PCB de RS, “gratuita y la ganadora de premios”, con el código compilado utilizando el programa MPIDE de Digilent. Además, durante la competición, que termina a finales de marzo de 2012, se recomienda encarecidamente a los participantes participar e inte-ractuar “en línea” con otros miembros de la comunidad DesignS-park, disponible en www.designspark.com, mediante la publicación de información sobre sus proyectos, proporcionando información actualizada sobre los progresos, así como compartir comentarios e ideas sobre sus respectivos diseños. Los participantes se clasificarán automáticamente para la nominación de los premios “Community Choice” (elegidos por la Comunidad), además de la admisión para el premio a la mejor colaboración, podrás ganar vales canjeables por productos de RS Components/Allied Electronics.Los trabajos para el concurso serán calificados por el nivel de eficiencia energética y la calidad del diseño de la tarjeta PCI de extensión. Los tra-bajos deben presentarse antes del 28 de marzo de 2012 y los ganadores serán anunciados en abril de 2012. (120117)
Los detalles adicionales sobre la inscripción para el desafío De-signSpark chipKIT™ están disponi-bles en: chipkitchallenge.com.
Ian Bromley es Ingeniero Técnico de Marketing en RS Components y el Director del Proyecto para la herramienta software DesignSpark PCB. Antes de trabajar para RS, Ian trabajó durante muchos años como consultor
de soporte de diseño en Texas Instruments, además de trabajar como ingeniero de aplicaciones de campo inmediatamente después de su graduación en 1994 con una licenciatura en ingeniería microelectrónica.
Medidor de Carga de Generador de Emergencia Sin cortes de tensión AC en casa
Chuck Hansen (USA)
Use este medidor de carga para evitar una sobrecarga en nuestro
generador de emergencia durante los cortes de energía, de manera
que, cuando los fuertes vientos de las tormentas tropicales o las
tormentas de hielo han afectado a la red eléctrica, nos sintamos
seguros en que nuestro generador va a proporcionarnos, de forma
constante, la energía para nuestra casa.
Después de la pérdida de tensión en el noreste de los EE.UU. debido a las tormentas de hielo en invierno y a los huracanes en verano, he invertido en un generador de corriente alterna (AC) portátil de emergencia, de 2.500 watts, con capacidad de un pico de 2800 vatios. Puede dar tensión a nuestro horno, frigorífico, calentador de agua y a distintas tomas de tensión y luces. Hice que nuestro electricista instalase un sub-panel de transferencia de energía de 60 amperios, que puede conectar las cargas antes mencionadas, bien a una línea de energía o bien a una fuente AC de reserva de emer-gencia. El sub-panel de transferencia que instalamos cuenta con ocho interruptores de carga y dos medidores de carga de 0-2.500 W en su parte delantera, para medir la potencia suministrada por una fuente de energía AC de emergencia. Sin embargo, el sub-panel de transferencia se encuentra en el sótano, junto al panel de inte-rruptores principales y, lo que realmente necesito saber, es cuál es el consumo de la carga que tenemos en nuestro vivienda habitual, con el fin de estimar mejor el tiempo de recarga de combustible para el generador.
Cómo funcionaEl panel de transferen-cia puede ser conectado a la línea eléctrica que, aquí en Estados Unidos, es bifásica, de 120-0-120 VAC o, a nuestro generador de reserva monofásico de 120 VAC, mediante la conexión de las dos fases en paralelo. Los medidores del panel de transferencia quedan fuera del circuito cuando el inte-rruptor de transferencia está conectado al panel de interruptores principal.El generador particular que compré combina un generador magné-tico permanente de alta tensión con un inversor de potencia senoi-dal monofásico, para asegurar la compatibilidad con los controles electrónicos de nuestros aparatos. También dispone de un modo económico que le permite operar a bajas revoluciones de ahorro de combustible, hasta que la demanda de carga es lo suficiente-mente alta como para requerir que el generador funcione a altas revoluciones.Tuvimos instalado el conector monofásico de 30 amperios, resis-tente al agua, de una caravana exterior, para que coincidiera con los 30 amperios del conector con cierre giratorio, situado en el panel de salida del generador y conectado a nuestra vivienda por medio de un cable de red de unos 5 m, de galga 8 (8 mm2).Compré un transformador de corriente (TC) una relación de transformación de 150:1, en eBay, que cumplía con las adecua-das calificaciones de la UL/CE (es muy importante que el TC cum-pla con todos las normas locales). Mi electricista conectó los dos cables azules que alimentan a los ocho disyuntores del sub-panel, a través de la toma central del TC, de forma aditiva (ver Figura 1). Esto en lo que concierne al bobinado primario del TC. El bobinado secundario del TC divide la corriente del primario por la relación de vueltas, en este caso por 150. El TC está dimensio-nado para 5 VA por lo, que en teoría, puede producir una tensión en el secundario de unos 31 VRMS (carga de 200 Ω), con un pico máximo de carga de nuestro generador, sin saturación, de 23,33 amperios (A). Esto es más que suficiente para nuestro medidor de carga remoto.Figura 1. Instalación CT en el sub-panel.
(no se muestran los conductores de Neutro y tierra)
110736 - 11
Figura 2. Esquemas eléctricos del sub-panel y del circuito medidor de carga.
Especifi caciones principales:
• Dimensiones: 120 x 47 x 47 cm• Peso: 25 kg• Carga máxima: 90 kg• Motores: DC 2 x 200 W• Ruedas: PU, 14 cm de diámetro• Transmisión: correa dentada HDT• Velocidad máxima: 15km/h• Radio de acción: 8 km
El kit incluye de motores de tracción DC de 200 vatios, dos baterías AGM plomo-ácido de 12 V, cargador de batería, dos ruedas de Poliuretano de 14 cm, carcasa, palanca de control y placa de control con placa de sensores completamente montadas y comprobadas.
Art.# 110320-91 • 1095,00 € 885,00 €
*IVA incl., gastos de envío excl.
Más información y pedidos en www.elektor.es/ospv
Open Source Personal Vehicle
El vehículo autobalanceado Elektor OSPV está basado en
la misma idea y tecnología que el exitoso ElektorWheelie.
En el diseño hay sólo una diferencia: ¡es para uso interior!
Se conduce fácilmente, es ligero y plegable, hecho en
código libre y además tiene un bonito aspecto.
En primera instancia el OSPV está pensado para el
desplazamiento de personas, pero... no hace falta que
siga siendo así. Podrías inventar otras aplicaciones que
varían desde una carretilla eléctrica hasta una útil ayuda
para las compras. Esta es la ventaja del código abierto.
El esquema eléctricoEl esquema para el sub-panel y el circuito medidor de carga se muestra en la Figura 2. Debemos tener en cuenta que, para mayor claridad, el dibujo del sub-panel muestra sólo los terminales AC y no los cables de tie-rra de seguridad y el neuto obligatorio, que se conectan con el bloque de tierra del sub-panel. El TC se encuentra en el lado de la entrada del gene-rador de emergencia del sub-panel, como se ha descrito anteriormente.El secundario del TC está conectado directamente a una caja rectifi-cadora/limitadora de sobretensiones, de plástico, que he diseñado para este proyecto. El cableado del secundario del TC se retuerce para minimizar la fuerza los campos magnéticos. Los componen-tes están montados en una pequeño trozo de placa de circuito impreso de prototipos. La corriente del secundario es rectificada en onda completa con cuatro diodos Schottky, D1-D4. El diodo D5, un 1N5907, es un supresor de tensiones transitorias (TVS), que limita la tensión del secundario del TC en el caso de que los dos cables con-ductores, conectados al medidor de carga y que cargan la resisten-cia de la planta principal, se abran accidentalmente.La TC es una fuente de corriente, por lo que el secundario puede ser cortocircuitado de modo seguro, pero no le gusta ver un cir-cuito abierto. La tensión en el secundario será la multiplicación por el número de la relación de vueltas de la caída de tensión en la lon-gitud de los cables del primario, dentro de la abertura del núcleo. Dado que el núcleo de hierro de silicio tiene una alta permeabilidad magnética, la caída de tensión en el lado del primario es significativa con cargas grandes y la tensión de circuito abierto en el secundario puede ser letal. El condensador de 100 nF (C1) filtra cualquier pico de tensión que pueda producirse en la señal del secundario del TC.La resistencia de carga de 1,50 ohmios (R1) del TC a través del cual se genera la señal del medidor de carga, se encuentra localizada en el conector BNC, a la derecha de la tapa de la pared de la planta princi-pal (he modificado un conector “Jack” F-vídeo estándar de 75 Ω de la placa del muro). Como se trata de una aplicación de baja tensión, el código nos permite utilizar una caja eléctrica abierta por detrás, dentro de la pared, para montar la tapa de pared. Este conector BNC no debe ser confundido con ningún otro conector común de señal de la casa (RCA, F-video, RJ-44 telefónico, Ethernet, etc.)
MedidasHe seleccionado un medidor de panel analógico de 0-100 mA para nuestro indicador de energía remoto, que he calibrado para que muestre una carga de 0-100% desde el generador. He utilizado una caja con el frente de aluminio para este medidor de carga (ver la fotografía de introducción). La caja contiene un conector BNC de entrada, el medidor de carga y una resistencia, RCAL, situada justo entre los terminales del medidor de carga. El medidor de carga se conecta a la placa de la pared por un cable BNC corto. Dado que el
TC es una fuente de corriente, la caída de tensión en los rectificado-res de onda completa y el cableado a la placa de la pared de la planta principal, no crea ningún error en el medidor de carga.Rcal permite, para la calibración fina del medidor de carga, que su resistencia sea equivalente a la carga completa de 2500 W del gene-rador, con 100 mA a fondo de escala. He utilizado un contador de energía EM-100 electrónico para verificar la calibración, usando dos hornos tostadores como cargas. He usado 63,4 Ω para la RCAL (esto es sólo una corrección del 2%... los ingenieros pueden llegar a ser muy enrevesados, a veces). He añadido la marca roja en la escala del medidor, en la zona por encima del 100%, para mostrar cuándo el generador está en su pico de corriente límite. La tensión en la resistencia de 1,50 Ω, en la placa de pared, es de, aproximadamente, 233 mVDC con 2800 W. La caída de tensión fija a través de cada rectificador es de 300 mV (600 mV total por medio ciclo), y la caída de tensión en el total de los 24 m de cable AWG-16 (1,3 mm2) de interconexión, es de 50 mV. Por lo tanto, la tensión del secundario del TC es sólo 883 mV, o 137 mVA a 2800 W. Esto está muy por debajo del rango de los 5 VA del TC. El medidor de carga puede ser desconectado de la placa de la pared en cualquier momento sin ningún efecto adverso sobre el TC, ya que la resisten-cia de carga R1 se encuentra localizada dentro de la placa de pared.
Cambios para redes de 240 V - 230 V Con el fin de hacer el sistema adecuado para otros sistemas de energía, he esbozado dos configuraciones adicionales, una para un sistema de 240 V para América del Norte y otra para un sistema europeo de 230 V. La conexión del secundario del TC permanece como se muestra en la Figura 2. El valor de la resistencia de carga R1, así como el de RCAL, puede ser que deban ser ajustados para que se adapten a los diferentes voltajes.Como la red de suministro eléctrico de América del Norte tiene líneas diferentes de 120/240 VAC, las fases de las corrientes (mostra-das como I1 e I2 en la Figura 3a) no sólo están fuera de fase, sino que probablemente no sean iguales. Como resultado, uno de los cables de la fase debe entrar en la abertura del TC por el lado opuesto, con el fin de sumar en lugar de cancelar las corrientes fuera de fase.Con el sistema de la Unión Europea, con una conexión central a tie-rra balanceada de 230 VAC (ver Figura 3b), las corrientes I1 e I2 son siempre iguales y opuestas. Por lo tanto, el TC puede ser conectado como la conexión de energía AC de 240 VAC de América del Norte de la Figura 3a o, como alternativa, con sólo uno de los dos cables de energía pasando a través de la apertura del TC, como se muestra en la Figura 3b. La corriente del secundario del TC de la Figura 3b será la mitad de corriente de la conexión de la Figura 3a, por lo que la resis-tencia de carga R1 puede que tenga que ser incrementada para alcan-zar el fondo de escala en el medidor de tanto por ciento de carga.
(110736)
Figuras 3a y b. Configuraciones alternativas del CT para diferentes sistemas de energía.
Para programar un microcontrolador in situ, es decir, sin sacarlo de su circuito, necesita-mos un conector especial en la placa, el cual establecerá la conexión entre el programador in situ y el micro. Sin embargo, los controlado-res son generalmente estrechos y el tamaño de un conector de este tipo impide el acceso a los terminales del componente. Por lo que la programación in situ resulta difícil o imposible.Los adaptadores propuestos aquí permiten programar in situ, con la ayuda de los pro-gramadores PICkit 2 o 3 de Microchip, los microcontroladores con encapsulado DIP, en una placa sin conectores de programa-ción específicos, pero su principio es fácil-mente adaptable a otras familias de micro-procesadores de otros fabricantes.El truco consiste en utilizar dos soportes de tipo tulipa, conectados uno sobre el otro,
Loïc Marty F5UBZ (Francia)
Aquí tenemos un montaje que sólo requiere unos pocos componentes y que es útil en casa. Se trata de un termómetro diferencial que indica, con la ayuda de un galvanóme-tro con un cero central, la diferencia de tem-peratura entre el interior de una habitación y el exterior. ¿Para qué sirve esto?Las extravagancias meteorológicas se hacen cada vez más frecuentes. Así, no es raro que en otoño, e incluso en invierno, ciertos días, la temperatura exterior sobrepase la tem-peratura interior de una habitación. En este caso, podemos cortar la calefacción y abrir las grandes ventanas para hacer entrar un poco de calor en la casa. Sin embargo, en verano suele suceder lo contrario, es decir, podemos hacer entrar aire fresco en la casa. Es divertido constatar que, en el punto de equilibrio de las temperaturas, hace tanto calor dentro como fuera. Es principalmente en este punto en el que este termómetro es interesante.Por lo tanto, tenemos que considerar este montaje como un indicador y no como un aparato de medida calibrado. Sin embargo, en lo que respecta a las medidas compara-tivas con dos verdaderos termómetros, este
y soldar las conexiones útiles para la pro-gramación en el segundo soporte. A con-tinuación, se añade un conector de seis terminales pensado para la conexión al PICkit. Seguidamente, basta con interco-nectar solidariamente los dos soportes y bloquear los hilos de conexión con un poco de pegamento.Por supuesto, será necesario fabricar un adaptador específico para los principales
indicador (graduado a ±35 µA, que se trans-forman en ± 35 grados) está como poco, bastante próximo a la realidad, a pesar de la no linealidad de sus NTC.El esquema eléctrico es sencillo, se trata del principio del puente de Wheatstone. En el equilibrio de las temperaturas, el potencial en el punto medio entre las dos NTC es igual al potencial entre las dos resistencias de 10 kΩ: es decir, la aguja en su posición central. Si, por ejemplo, la temperatura exterior es inferior a la del interior, el valor de la NTC externa será superior al de la interna y el potencial en el punto medio de las dos NTC es inferior al potencial del punto medio de las dos resistencias, con lo que la aguja se desvía hacia la izquierda.
tipos de encapsulados existentes. Las pla-cas, por lo general, implementan su propia fuente de alimentación, lo que limita a cua-tro el número de terminales a conectar: / MCLR (1), GND (3), PGD (4) y PGC (5). Eviden-temente, tendremos que referenciar el ter-minal 1 del conector de 6 terminales hacia el PICkit, bien sea por una marca de color en el cable, o bien por cualquier otra marca.
(120034)
La utilización de un galvanómetro de unos pocos µA no perturba demasiado la medida. Podemos calibrar el termómetro, por ejem-plo, con un congelador y con la temperatura ambiente, para obtener indicaciones total-mente satisfactorias y representativas. Un adaptador de tensión de red de tres tensiones permite alimentar todo este pequeño mundo. Podemos encontrar indicadores con cero cen-tral, por ejemplo, en la casa Selectronic.¡Que os divirtáis! Si conseguís otras aplica-ciones interesantes y originales para un indi-cador de este tipo, por favor, informadnos.
(120019)
Enlaces en Internet:Página del autor: www.f5ubz.fr
Curso de audio DSPParte 8: procesador dinámico digital
La dinámica, abreviatura de margen diná-mico, de un acontecimiento musical regis-trado con micrófonos de alta calidad, muchas veces resulta en una cadena de transferencias electroacústicas demasiado grande para ser procesada. En cuanto a dinámica nos referimos a la diferencia entre el nivel más bajo de la señal con el más alto, en un espacio de tiempo determi-nado. En la era de la tecnología analógica, las fuentes se registraban en discos y cin-tas magnéticas, generalmente intentando captar la señal más baja de la cadena elec-troacústica. De este modo, se grababa en un disco cuyo margen dinámico era fácil-mente de 40 dB, una composición orques-tal de hasta 70 dB e incluso 80 dB. Para evitar la saturación, finalmente había que permitir las distorsiones consecuentes, y en donde los pasajes musicales de menor volumen se veían eclipsados por el propio ruido del disco. Otro ejemplo es el uso de la música en los centros comerciales o restau-
rantes. Aquí solamente ha de utilizarse una dinámica muy restringida, algo menor de 40 dB, y que el cliente se anime en comprar o comer y beber, sin verse perturbado o alterado por ruidos estridentes. En ambos casos, podemos reducir la dinámica de la grabación musical, utilizando un proce-sador dinámico, conocido en el argot de los estudios como amplificador de control. Una reducción de la dinámica no necesaria-mente empeora los volúmenes, por ejem-plo, reconocemos a un hombre gritando no por aparecer en primera línea de alta-voces, sino por la composición espectral de su señal. En la televisión se emiten sonidos que resultan impresionantes sin que los vecinos se quejen unos de otros debido al volumen del ruido.
Tratamiento de señales en un procesador dinámicoUn amplificador de control mantiene en una aplicación determinada la ganan-cia y/o atenuación dependiendo del nivel de la señal de entrada. Para el diseño de la figura 1 se necesitan dos señales, los
canales representados en la figura en rojo L (izquierda) y R (derecha), en los cuales puede cambiarse la ganancia de la señal y opcionalmente ajustarse el retardo de éstas, y la side-chain representada en la figura en negro, que indica la regulación de la ganancia.De esta manera, la side-chain consta de dos componentes principales:
• El procesador de nivel, un sistema estático o independiente del tiempo, con el cual se calcula el factor de ganancia deseado mediante el nivel de la señal de entrada. Maneja el valor del nivel y la curva carac-terística estática, hallando la relación entre el nivel y la ganancia (volumen).
• La unidad temporal, con la cual se obtiene el comportamiento del procesador diná-mico respecto del tiempo, es decir, la reacción de éste en función del nivel actual y el que debe tenerse en la señal de entrada. De aquí se obtienen las cons-tantes de tiempo correspondientes y por lo tanto los tiempos de ascenso (ataque) y caída.
Alexander Potchinkov (Alemania)
Especialmente en la música orquestal, tanto en una “big band” como en una orquesta clásica, la diferencia
entre la dinámica de los instrumentos clásicos con la de los electroacústicos salta a la vista fácilmente. En
estos casos dicha dinámica es restringida, lo cual equivale a decir que la señal musical se ve comprimida.
Aquí es donde pueden servir de ayuda los procesadores dinámicos, ya que para esta tarea cuentan con
características de reproducción capaces de manejar estos casos. Especialmente, en cuanto a capacidad de
almacenamiento de la señal, la tecnología digital es muy superior a la del audio analógico. En esta entrega
de la serie nos encargamos de un procesador dinámico digital para la tarjeta DSP.
dor dinámico, tiene cuatro cur-vas características que se combinan
entre sí:
• Limitador, que limita el nivel de salida a un valor determinado, por ejemplo para proteger un componente sensible de una sobrecarga, o de un tono muy alto que puede alcanzar un altavoz.
• Compresor, que reduce el margen diná-mico dentro de un rango de volumen ajustable, reduciendo la ganancia en fun-ción de un determinado factor ajustable, llamado factor de compresión.
• Expansor, capaz de contrarrestar el efecto del compresor.
• Noise-Gate (umbral de ruido), que no per-mite pasar señales con un nivel inferior a un nivel de umbral previamente fijado. Con un noise-gate uno puede por ejemplo suprimir el ruido de fondo, seleccionando únicamente las señales importantes con nivel suficiente para pasarlo.
En la figura 2 se muestran los detalles sobre el tratamiento digital de la señal en la side-chain, con la aplicación de los pará-metros. Para no sobrecargar la imagen, sólo hemos representado el compresor del procesador de nivel y únicamente una signal-chain, prescindiendo del nivel de salida. El primer bloque, el rectificador de picos, ya lo explicamos de forma extensa en el artículo del vúmetro. El procesador ejecuta cálculos de nivel en un sentido y otro así como la obtención de la curva característica del compresor. El suavizado del factor de ganancia se conoce en trata-miento de señales como suavizado expo-nencial, que en esta aplicación se ha modi-ficado mediante la histéresis y dos paráme-tros temporales distintos.Nuestro procesador dinámico con limita-dor, compresor y noise-gate dispone de las siguientes posibilidades de ajuste:
• Umbral TN de la noise-gate,• Umbral TC y factor de compresión R del
compresor,• Umbral TL del limitador,
• Tiempos de ataque y caída de la unidad temporal,
• Tiempos de retardo de la señal,• Ganancia de la señal en la unidad de
salida.
La figura 3 muestra el procesador de nivel para el compresor, noise-gate y limitador. En esta imagen se ha calculado la ganancia
Pg, que corresponde con el factor logarít-mico g de amplificación, dado en decibe-lios. Este valor de ganancia Pg es el mínimo de los tres valores PgN, PgC y PgL, que rigen los sistemas de la noise-gate, el compresor y el limitador.Adicionalmente, hemos incorporado un retardo de la señal ajustable, que permite ser utilizado como limitador del transitorio.
Recti�cador de Valor de Pico con Unidad de Tiempo
Cálculo de Nivel Procesador deNivel Estático
Cálculo Factorde Ganancia
Retardo de SeñalAjustable
x0.5
x
x
InL
InR
OutL
OutR
x
x
Hub
SIde Chain
Signal Chain L
Signal Chain R
Filtro PA
g
Retardo de SeñalAjustable
abs(.)x-
z-d
Recti�cador de Valor de Pico Procesador de Nivel
xy
Ganancia
x
+
+
z-1
+-
-
dB -1(.)
Suavizado del Factor de GananciaProcesador de Nivel
max(0,.) x
-S C
dB(.) +
-TC
max(LB,.)max(0,.)+ x + +
x
z-1
-x
z-1
Retardo de Señal ajustable
Figura 1. Diagrama de bloques del tratamiento de la señal en un procesadordinámico de dos canales.
Figura 2. Tratamiento digital de la señal en el procesador dinámico,poniendo el ejemplo del compresor.
Con la posibilidad que ofrece este control de ganancia anticipada aprovechándose del retardo de la señal, puede reducirse la distorsión de un procesador dinámico activo considerablemente. Así, el control de la ganancia puede transcurrir de forma “suave” sin saltos acentuados, como si un ingeniero de sonido estuviera manejando la mesa de mezclas, ya que como sabrá todo el que entienda de mezclas en música, suele hacerse con las partes de mayor volumen, y ante las cuales se reacciona de este modo.
La última etapa del tratamiento de la señal es el nivel de salida, que puede compen-sarse con una reducción de la ganancia en el procesador de nivel. Supongamos que el valor de umbral TC del compresor per-mite ser ajustado hasta –40 dB, el factor de compresión se selecciona en R =4, y el limi-tador no se utiliza, con lo que el umbral de éste es TL = 0 dB. Después, el rango del nivel de la entrada es de Px = –40 dB a Px = 0 dB con una DPx = 40 dB se ha comprimido a un rango del nivel de salida de Py = –40 dB
a Py = –30 dB con una DPy = 10 dB (defini-mos R = DPy/DPx = 4). El máximo nivel de salida es Py = –30 dB y se alcanza cuando el nivel de entrada está en Px = 0 dB. Esto se debe a la reducción de ganancia del proce-sador de nivel, que puede corregirse con el nivel de salida. En este ejemplo el nivel de salida puede alcanzar un máximo de 30 dB, cuando el sistema no esté saturado. El ejemplo muestra cómo puede calcularse el máximo nivel de salida por nuestra cuenta, incluso cuando en la práctica este ajuste dependa más bien de nuestra apreciación auditiva. En el programa DSP hemos fijado un nivel de salida de 21 saltos de 3 dB para lograr un rango total de 0 a 60 dB.
Las figuras 4 y 5 muestran dos ejemplos del compresor en acción. En la figura 4 se ha representado en el medio una señal de entrada, que consta de un control en cero y dos señales tipo “burst” (sinusoidal conmu-tada) con niveles por encima y por debajo de los umbrales del compresor. Arriba puede verse el factor de ganancia g, siendo con un burst de nivel alto g < 1 y cumpliendo con las características de caída en el tiempo hasta tener g = 1 con los bursts de niveles inferio-res que le siguen. En esta imagen se pone de
+-dB(.)
+
-
-TC
-TL
TN
max(0,.) x
max(0,.) x
-SC
-1 min(a,b)a
b
min(a,b)a
b
0, if a>0b, if a<=0
a
b
-Px PGC
PGL
PGN
-90
PG
x
Figura 3. Tratamiento digital de la señal en el procesador de nivel para el compresor,el limitador y el noise-gate.
En esta sección mostramos los cálculos que ha de ejecutar el pro-cesador de nivel en el ejemplo de funcionamiento por defecto. Los valores de los parámetros en dicha configuración por defecto ya se incluyen en su sección correspondiente. Ahora presentamos una magnitud más útil, la llamada pendiente del compresor (slope) S = 1-1/R, cuyo valor por defecto es S = 1/2. Identificamos con Px el ni-vel de la señal de entrada, con Py el de la de salida, y con Pg = Py – Px la ganancia del amplificador de control. La curva característica del procesador dinámico en nuestro caso tiene cuatro rangos de nivel, y si en tres de ellos uno de los efectos dinámicos está activo, y el nivel de la entrada y la salida se corresponden, el sistema completo del procesador de nivel estará a su vez apagado.
1. Px < TN. Noise-Gate activa. En este rango la señal de salida es eli-minada, siendo Py = PgN = -∞. En la práctica, para PgN selecciona-mos un nivel de atenuación, por ejemplo PgN = -90 dB, con lo que la salida es “muteada” de forma segura.
2. TN ≤ Px < TC. Ningún efecto dinámico activo. Si Py = Px y Pg = 0 dB.
3. TC ≤ Px < TL. Compresor activo. En este rango de nivel de entrada
el margen dinámico se reduce según el factor de compresión R
= 2. Para este rango de funcionamiento calculamos el nivel de la
salida del siguiente modo:
Py = TC + (Px – TC)/R
Y la ganancia mediante:
PgC = Py – Px
= TC + (Px – TC)/R – Px
= TC (1 - 1/R) + Px (1/R – 1)
= S TC – S Px
= S (TC - Px).
4. TL ≤ Px. Limitador activo. En este rango de nivel de entrada, el
nivel de salida se ve limitado por un valor umbral de Py = TL. Es
manifiesto uno de los problemas de los pro-cesadores dinámicos. Directamente tras ini-ciarse los bursts de alto nivel, la ganancia no se reduce inmediatamente como debiera, sino que la reacción se da cumpliendo con las características de ataque configuradas. Esto da como resultado una breve saturación. El mejor remedio contra las saturaciones es el retardo ajustable de la señal en las cadenas. La figura 5 ilustra el compresor en funciona-miento con una pieza musical. En el medio puede verse la señal de entrada sin comprimir.
Arriba se ha representado el factor de ganan-cia, que se reduce correspondientemente con los niveles de entrada más altos, de acuerdo con la curva característica del compresor. Abajo se muestra la señal de salida. Como podemos ver, con las partes de menor volu-men se incrementa (más correctamente dire-mos que en las partes de mayor volumen se reduce, perdiéndose ganancia en la señal de salida) y con ello la señal es “enlatada”. Entre otras cosas, esto lleva a un incremento del volumen de la señal, técnicamente hablando,
esto significa que la relación entre el valor de pico y el eficaz de la señal se reduce, pero para la misma modulación con este mismo valor eficaz, el volumen crece. Los lectores interesa-dos pueden consultar en Internet lo que signi-fica el término loudness. De esto modo reco-nocerán la importancia de los procesadores dinámicos hoy en día.
Subrutinas en el bucle de audioEl programa DSP del procesador dinámico consta de cinco subrutinas en el bucle de
Figura 4. Test del compresor con una señal burst. Figura 5. Aplicación del compresor con una señal musical.
De los tres valores de ganancia dados, se calcula mediante Pg = min(PgN, PgC, PgL) la ganancia resultante Pg, obteniendo de esta última la ganancia del procesador de nivel según sigue:
g = 10 ^ ( Pg/20)
Podemos ver cómo el nivel de salida sólo puede estar en el rango de -70dB ≤ Py ≤ -30 dB, lo que equivale a un rango dinámico de 40 dB = TL – TN. Si asumimos un rango de entrada por ejemplo de 90 dB, significará que el procesador de nivel en la configuración por defecto lo reducirá hasta tener uno de 40 dB a la salida.
En la figura 7 vemos los niveles Px y Py por defecto, así como la ganancia Pg. Considerando las curvas rojas, la curva característica del procesador de nivel y la ganancia, para tener una salida máxi-ma de Py,max = 0 dB sería necesario un nivel de 30 dB (umbral del limitador).
-10
-20-30-40-50-60-70-80-90
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-10
-10
-20-30-40-50-60-70-80-90
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-10
Px [dB] Px [dB]
Py [dB] PG [dB]
Kompressor
Noise Gate
Limiter
Figura 7. Niveles de entrada y de salida, así como gananciasen la configuración por defecto.
audio, como se muestra en la figura 6. Los cuatro subprogra-mas de arriba forman la side-chain y sólo el de abajo ambas signal-chains.La subrutina SignalCon-ditioning prepara la señal de entrada para la side-chain. Damos por hecho que se uti-liza un procesador dinámico de dos canales para la reproduc-ción estéreo de una side-chain en ambos, con lo que el balance en estéreo no se ve afectado por distintas ganancias en cada canal. Por este motivo, la side-chain recibe la señal suma de ambos canales. Es imposible que las saturaciones pasen sin ser detectadas, pudiendo evitar por ejemplo, que se utilice el valor medio de ambas señales en lugar de su valor máximo. Aparte, tiene especial sentido en grabaciones con micrófo-nos, mantener al margen de la side-chain las señales con frecuencias más bajas mediante un fil-tro paso alto. Obtenemos una función DeEsser, lo que supone la eliminación de la S o silbidos que aparecen cuando nos acercamos demasiado a un micrófono. La subrutina incluye la suma de ambas seña-les de entrada y la consiguiente división en dos del valor resultante, así como un filtro paso alto configurable con frecuen-cias de corte en 1 kHz, 2 kHz y 4 kHz. Tanto la activación de este como el ajuste de la frecuencia de corte son parámetros de la función.La subrutina PeakValueRectifier ya fue presentada en el artículo sobre el vúmetro digital. Aquí sólo trabaja el rec-tificador de picos con unidad temporal en uno, y no en dos canales. La subrutina lee la señal Cond y genera la señal Rectified. Además, los parámetros Alpha, Beta y AlphaBeta son los mismos que los utiliza-dos en el vúmetro.
La subrutina LevelProcessor incluye el procesador de nivel, la unidad central de tra-tamiento de la señal en un procesador diná-mico. Éste integra tres etapas:
• Cálculo logarítmico del nivel Px.
• Curva característica estática para compa-rar Px con los valores de umbral TN,TC und TL en cómo influyen a la dinámica y cál-culo de la ganancia Pg.
• Cálculo logarítmico inverso del factor de ganancia g respecto de la ganancia Pg.
La subrutina recibe la señal Rectified y genera la señal Gain, que representa el fac-tor de ganancia g. Aparte, recibe los cuatro parámetros MinusTL, MinusTC, PlusTN y MinusSC, mediante los cuales se determina la curva característica del procesador de nivel. Los primeros tres parámetros corres-ponden a los umbrales escalados TN, TC y TL, y el cuarto se calcula del factor de com-presión R, mediante S = 1-1/R. En el artículo previo detallábamos como llevar a cabo el escalado para el cálculo logarítmico.Esta “logaritmización” corresponde con la misma del vúmetro, en la segunda aplica-ción del DSP en la serie de artículos. La curva característica estática resulta un poco más complicada. Primero hemos de decidir cómo configuraremos los efectos que modifican el margen dinámico (noise-gate, compresor
y limitador). En adelante supo-nemos que los tres valores de umbral se eligieron de modo que TN < TC < TL, de acuerdo con la pro-pia aplicación, es decir, el umbral de la noise-gate es menor que el del compresor, y éste menor que el del limitador. Para obtenerse un valor apto de nivel con Px pode-mos realizar tres pruebas y calcu-lar tres valores de ganancia:
• ¿Es el valor del nivel en Px < TN inferior al umbral de la noise-gate? Si es así, es que la noise-gate está activada y la ganan-cia de esta (PgN) tiene un alto valor de atenuación, por ejem-plo -90 dB.
• ¿Es el valor del nivel en Px > TC superior al umbral del compre-sor? Si la respuesta es afirma-tiva, significa que el compresor está activado y que el valor de su ganancia PgC se calcula mediante el valor del nivel y el factor de compresión.
• ¿Es el valor del nivel en Px > TL superior al umbral del limitador? Si esto se cum-ple, resulta que el limitador está activado y la ganancia del limitador PgL se calcula de modo que la suma del valor del nivel y la ganancia corresponda con el umbral del limitador.
En caso de estén inactivos estos modifica-dores del rango dinámico, los valores de ganancia correspondientes estarán fijados a 0. Finalmente necesitamos un mínimo de condicionantes, que de las tres ganancias seleccionamos la más pequeña, con lo que tenemos la mínima atenuación. Este valor también puede ser cero si los tres modifi-cadores dinámicos están inactivos, y será correcto. En la tercera etapa del procesa-dor de nivel, el factor de ganancia g se ha calculado mediante una operación logarít-mica inversa. Para ello, utilizamos otra vez la aproximación, como hemos hecho en los artículos previos con las funciones de seno y logarítmicas, utilizando un polinomio.La subrutina GainSmoother lee la señal Gain y general la señal SmoothGain. Sua-viza el transcurso del tiempo del factor de
SubroutinePeakValueRectifier
SubroutineLevelProcessor
SubroutineGainSmoother
SubroutineDelayAndGain
Rectified
Gain
Smoothgain
OutLOutR
Cond
SubroutineSignalConditioning
InLInR
HpFilter
AlphaBeta
AlphaBeta
MinusTLMinutsTCPlusTNMinusSc
HystereseGammaDelta
DelayHubPlus6dBHubMinus3dB
Figura 6. Subprogramas y señales en el bucle de audio.
ganancia. Podemos imaginarnos de que una rutina de ajuste del nivel no puede termi-nar bruscamente, pues eso correspondería con un “nervioso” controlando a mano los niveles en la mesa de mezclas. Aparte del suavizado, este subprograma incorpora una histéresis con valor de umbral configurable por defecto, que se encargará de que los cambios pequeños en el factor de ganancia se pasen de largo. Para llamar a esta subru-tina hacen falta dos parámetros, Gamma y Delta, con los cuales se ajusta el compor-tamiento temporal en función de los tiem-pos de ascenso y caída.La subrutina DelayAndGain incluye ambas cadenas de la señal y lee las señales InL/R y SmoothGain para generar OutL/R. Cuenta con tres etapas para tratamiento de señales de dos canales:
• Retardo ajustable de la señal en ambas cadenas
• Ganancia• Nivel de salida de la señal, ajustable
Se han implementado dos buffers cir-culares que permiten un retardo de la señal ajustable de hasta 512 intervalos de tiempo. Con una frecuencia de fT = 48 kHz esto corresponde a un retardo tempo-ral mínimo de 1/fT = 20,83 µs y máximo de 1/fT = 10,7 ms. El amplificador multi-plica la señal por el factor de ganancia atenuado. Mediante el ajuste del nivel de salida de la señal la pérdida de ganan-cia puede dividirse en saltos de 3 dB en el procesador dinámico. El ajuste de la señal de salida se lleva a cabo con dos paráme-tros. HubPlus6dB define la ganancia en 11 saltos de 6 dB. HubMinus3dB permite reducir la ganancia mediante un con-mutador a 3 dB. De esta manera puede regularse el nivel de la señal de salida en saltos de 3 dB entre 0 y 60 dB. Para dar dos ejemplos, mediante la configuración HubPlus6dB=4 y HubMinus3dB=0 el nivel de la señal de salida será de 24dB, y mediante HubPlus6dB=6 y HubMi-nus3dB=1 será de 33 dB.
Valores por defecto de los parámetrosEn la configuración por defecto se utilizan los tres efectos dinámicos. Por debajo de un nivel de TN = -70dB está en funcionamiento la noise-gate, por encima de TC = -40 dB el compresor con un factor de R = 2, y sobre ambos, a un nivel de TL = -30 dB estará activado el limita-dor. Para calcular las constantes de tiempo primero hemos de dar con dos variables auxi-liares. Asumimos una frecuencia de muestreo fT = 48 kHz o un T = 1/fT, el periodo de mues-treo, y con ellos gracias al tiempo de ataque tA con nA = round(48000/tA) y el tiempo de caída tR con nR = round(48000/tR), se obtienen los múltiples valores en el periodo de muestreo. Para el valor de defecto tA = 10ms, tenemos nA = 480 y para tR = 100 ms, nR = 4800. Con estos valores podemos calcular los paráme-tros del DSP. Hemos resumido las etapas de este cálculo así como los valores por defecto en las tablas 1 y 2.Con más parámetros puede configurarse el nivel de salida y las características del
Tabla 1. Parámetros enteros del programa DSP y sus valores por defecto
Parámetro del programa DSP Rango de valores Longitud de word Posición Valor por defecto
HpFilter [0,1,2,3] 24 Justificado a la derecha 0
Delay [0,1,...,511] 24 Justificado a la derecha 128
HubPlus6dB [0,1,...,10] 24 Justificado a la derecha 4
HubMinus3dB [0,1] 24 Justificado a la derecha 0
Tabla 2. Parámetros del programa DSP decimales y sus valores por defecto
Parámetros y valores por defecto
Parámetros del programa DSP
Cálculo de los parámetros del programa DSP
Valores por defecto de los parámetros del programa DSP
filtro paso alto. Los valores por defecto de ambos parámetros del nivel de salida son HubPlus6dB=4 y HubMinus3dB=0, con lo que éste se ha fijado a 24 dB. Nos gustaría aclarar esto algo más. El valor por defecto del umbral del limitador es TL = -30 dB, lo cual limita el máximo nivel de salida Py. Se alcanzará dicho máximo en Py = -6 dBFs, y con la modulación a tope, en Px = 0 dBFs. El filtro paso alto está des-habilitado, ya que su valor por defecto es HpFilter=0. El valor predefinido para el retardo de la señal es de Delay =128, lo cual se corresponde con tVZ = 128/fT ≈ 2,7 ms.Debido al gran número de unidades de tra-tamiento de la señal configurables, el pro-grama necesita 14 parámetros de ajuste. Entre ellos, algunos como MinusTC y MinusSC, que tienen una influencia con-siderable en el propio tratamiento de la señal, y otros como Gamma e Hysterese, que más bien están pensados para el ajuste fino. Un cambio no demasiado grande en estos últimos parámetros resultará inapre-ciable a nuestro sentido del oído. Aquí el lector se reserva la experimentación para sí mismo. Podemos utilizar, por ejemplo, ventanas FFT con un editor de wave para determinar la relación de los factores de distorsión y ajustar el retardo en conse-cuencia. Para ello se utiliza el parámetro Delay.
Test del procesador dinámicoPara probar el nivel del procesador, lo mejor es utilizar una señal sinusoidal digi-tal de 1 kHz y nivel ajustable en dBFs en la entrada digital de nuestra tarjeta DSP. La tabla 3 incluye en la primera línea los valo-res de nivel de Px entre –90 y 0 dBFs para la señal de entrada en saltos de 10 dBFs. En la segunda y tercera línea aparecen los nive-les de Py de la señal de salida, en la línea dos a 0 dB y en la línea tres según el nivel de salida por defecto de 24 dB. La tabla enu-mera los distintos márgenes dinámicos por colores, negro para la noise-gate, azul para el rango neutro, verde para el compresor y rojo para el limitador. El signo “–” indica un nivel aproximado que puede variar en función del sistema de grabación de audio ligeramente, por ejemplo cuando se utiliza una señal de “dither” (ruido adicional). El test de la unidad temporal se lleva a cabo mediante señales de burst, que pueden generarse por ejemplo desde un editor wave. Estas señales de burst pueden utili-zarse además para probar el retardo ajus-table de la señal.
Programa DSP e ideas para ampliar el proyectoLa tabla 4 lista los componentes de soft-ware para este proyecto. Aparte de los archivos necesarios en otros programas del proyecto y de prueba, hacen falta
DynaProc.asm, el programa principal, el archivo LogCoef.tab, que almacena los coeficientes del polinomio para la función logarítmica, el archivo ExpoCoef.tab, con los coeficientes del polinomio para la función exponencial, y el archivo Side-chain_Filter.tab , que incluye los coeficientes del filtro para el paso alto de la side-chain. Cerrando esta entrega, pase-mos a dar a algunas ideas para ampliar el proyecto. Una “pequeña” idea, sería per-mitir que el nivel de salida fuese ajustable en saltos de 1 dB en lugar de 3 dB. También resultaría cómoda una función de “auto-ganancia”, es decir, que ajustase automá-ticamente el nivel de salida independiente-mente de los parámetros seleccionados, a un máximo de Py = 0 dBFs. Aquí podemos, por ejemplo, configurar en una inicializa-ción el procesador de nivel con máxima modulación a Px = 0 dBFs y calcular el valor máximo del nivel de salida acorde con esta ganancia.
Aquí llegamos al final de nuestro curso DSP. Esperamos que hayas aprendido mucho, y que gracias a las tres aplicaciones de ejem-plo te hayas hecho a la idea de la multitud de posibilidades que ofrece un DSP. Si todo va bien, en las próximas ediciones presen-taremos proyectos que giren en torno a los DSPs.
(120072)
Tabla 3. Test del procesador dinámico digital
Nivel de Px en dBFs -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
Nivel de Py en dBFs, salida a 0 dB <-90 <-90 -70 -60 -50 -40 -35 -30 -30 -30
Nivel de Py en dBFs, salida a 24 dB <-90 <-90 -46 -36 -26 -16 -11 -6 -6 -6
Tabla 4. Archivos de programa del procesador dinámico digital
DynaProc.asm Programa principal
LogCoef.tab Coeficientes polinómicos de la función logarítmica
ExpoCoef.tab Coeficientes polinómicos de la función exponencial
Sidechain_Filter.tab Coeficientes del filtro digital en la side-chain
src4392.tab Serie de bytes para programar el SRC
ivt.asm Entradas de la tabla de vectores de interrupción, interrupciones de audio
esai4r2t.asm ISR de audio, 4 canales de entrada, 2 canales de salida
mioequ.asm Nombres y aclaraciones sobre las direcciones IO del DSP
Electrónica para Principiantes (2)El transistor en acción
El transistor bien podría ser uno de los diez mejores inventos en la historia de la tecnología. Sin él, nuestra forma de vida moderna, con ordenadores, teléfonos móviles, Internet, sería impensable. A mediados del siglo pasado aparecieron los primeros componentes semiconductores pequeños, para dejar de lado a las válvu-las termoiónicas. Al principio se impusie-ron los transistores de germanio, después llegaron los transistores bipolares NPN y PNP de silicio, y más tarde los de efecto de campo. Y se aceleró el progreso aún más con la introducción de los circuitos integra-dos (ICs), que incluyen muchos transisto-res. Un sólo ejemplar ya puede realizar un montón de funciones distintas, como mos-tramos en este capítulo.
Primeras pruebasMontemos el circuito de la figura 1, por ejemplo en una tarjeta ELEX de Elektor (www.ele-ktor.es/120002). Podemos utilizar una sola tarjeta para muchos experimentos y servir-nos de las mismas líneas de alimentación. Lo mejor es utilizar una vieja pila de 9 V. No tiene por qué estar cargada a tope, basta con una que ya no sirva en un detector de humo, por ejemplo. Utilizar una pila tiene sus ventajas, por ejemplo si hubiera algún fallo en la alimentación, ya que no se estro-peará nada.
Ahora hagamos unas sencillas pruebas:1. Con los contactos A y B abiertos, el LED no
debería de iluminarse.
2. Conectemos A y B. El LED se iluminará.
3. Conectemos A y B con el dedo húmedo, el LED lucirá con mayor o menor intensidad.
4. Dejemos abiertos A y B, pero para lle-var a cabo el test conectemos el emisor E y el colector C del transistor. El LED se iluminará.
5. Conectemos nuevamente A y B (LED encendido), y después cortocircuitemos la base B a E. Ahora el LED se volverá a apagar.
Estos experimentos explican la función básica del transistor: una pequeña corriente de base (entre B y E) controla una corriente grande en el colector (de C a E). La corriente
Burkhard Kainka (Alemania)
La electrónica se va complicando más y
más, y a los principiantes les resulta cada
vez más difícil coger el hilo. En esta serie
queremos retornar a las bases.
Esta vez nos encargamos de algunos
experimentos con transistores.
Además, planteamos un cuestionario en el que
regalamos un premio.
100k
1k
LED
BC547B
9VA
BB
C
E
100k
BC547BB
C
E
IC = 30 mA
IB = 0,1 mA
9V
PNP
BC557
1k100k
Figura 1. Primer montaje de prueba. Figura 2. Principio de la ganancia en corriente.
de base es “amplificada”, y a grandes rasgos podríamos decir que el factor de ganancia es constante. En el bien conocido BC547B el factor es aproximadamente 300. Por lo tanto, la corriente de colector es unas 300 veces mayor que la de base (figura 2). Claro, sólo si no está limitada a un valor más bajo como en la figura 1 con una resistencia en el colector.
Diseño de circuitosPara diseñar un circuito con transistores, hemos de tener muy claro lo que queremos lograr.
a) El transistor trabajará como interruptor y estará completamente “apagado” (corte) o completamente “encendido” (conducción).b) El transistor funcionará como amplifi-cador analógico, regulando más o menos corriente.
En nuestro primer experimento ya hemos probado ambos. En una conexión A-B cerrada el transistor se encuentra “com-pletamente encendido” (donde “comple-tamente” sin embargo, no significa eso realmente, pues no es como dos contac-tos metálicos, entre E y C siempre cae una pequeña tensión. Con el experimento del dedo húmedo podemos ver la faceta analó-gica, logrando mayor o menor conducción haciendo que el LED se ilumine en propor-ción. También depende del líquido utilizado. Por ejemplo, la cola conduce mejor que el té, lo cual se debe a la acidez.
Una pequeña dificultad a la hora de dise-ñar circuitos con transistores es que el factor de ganancia en corriente nunca es conocido con exactitud. Mientras que las resistencias tienen una tolerancia están-dar del 1 %, en la fabricación de transisto-res resulta extremadamente difícil tener
un dato preciso. La ganancia en corriente especialmente sufre una desviación consi-derable. Un BC547 nuevo se encontrará en algún punto entre 110 y 800. Ésta se mide y se clasifica según los grupos A, B o C (ver el cuadro “TUP/TUN”). Ya que estos rangos son muy grandes el electrónico tiene que apañárselas. Para diseñar su circuito ten-drá que averiguar a qué grupo pertenece el transistor que mejor encaje. Esto hace que a veces se hagan los cálculos, y al probarlo no de resultado.
Volvamos otra vez al circuito de la figura 3. Un transistor PNP tiene exactamente la misma función que uno NPN, pero con polaridad inversa. De modo que ahora, el emisor irá al polo positivo de la pila. El circuito utiliza un LED adicional en el cir-cuito de la base. Es sólo para mostrar que la corriente de base es mucho menor que la de colector. El LED verde se iluminará sólo un poco.
InversorCon ON, tendremos OFF, y con OFF, ON. Para los ordenadores y microcontrola-dores, invertir es una de sus tareas más fáciles. Pero también lo puede hacer un transistor. Aquí se utiliza el transistor como un interruptor controlado. Al acti-var la corriente de base se activa a su vez la corriente de carga. Con un transistor puede realizarse esta función al revés (invertir). La figura 4 muestra un sencillo interruptor electrónico. Con el interrup-tor cerrado se iluminará el LED verde, con éste abierto, se encenderá el rojo. Acla-ración: con el circuito cerrado, al mismo tiempo se cierra para el LED verde y se activa la corriente en la base. El transistor entra en conducción y elimina la tensión en el LED rojo. Realmente tendremos una tensión residual de unos 100 mV entre
emisor y colector. Con esta pequeña ten-sión prácticamente no circula corriente a través del LED, con lo que permanece apagado.
Control de un seguidorLa ganancia en corriente de un transistor puede utilizarse para aumentar el tiempo de descarga de un condensador. En cir-cuito de la figura 5 utiliza un condensador electrolítico de 100 µF como elemento de carga. Tras pulsar brevemente en el botón, éste se carga y suministra durante largo tiempo la corriente de base del circuito del emisor. Debido a la gran resistencia de base,
9V
1k
1k
BC547
100k9V
1k
BC547
100k
100u
Figura 4. Un transistor como inversor. Figura 5. Apagado retardado.
TUP/TUNExisten transistores de muchos tipos distintos, así que, ¿cual debemos elegir? En Elektor los llamamos TUP (Transistor Universal PNP) y TUN (Transistor Univer-sal NPN). Pueden comprarse transistores más baratos que los de los que son de marca. TUN debería significar: cualquier transistor “x” de clase NPN. Hoy en día lo mejor es adquirir el BC547B, casa con
todo y podría decirse que es el perfecto TUN actual (deberíamos disponer de una bolsa con unos cuantos, ya que no cues-tan demasiado). Y en cuanto al TUP, po-dría tratarse del transistor PNP BC557B.
Algunos breves datos del BC547B:
Máxima tensión de colector: 45 V
Máxima corriente de colector: 100 mA
Factor de ganancia: de 200 a 450 (típica-mente 290)
En el BC547A la ganancia en corrien-te está entre 110 y 220 (valor típico de 180), en el BC547C está entre 420 y 800 (típicamente 520). Si lo miramos al de-talle, la ganancia actual en un transistor con corrientes medias en el colector es bastante constante. Para corrientes muy grandes o muy pequeñas, disminuye considerablemente.
la llamada constante de tiempo es de unos 10 segundos. Tras este tiempo la corriente de base es suficiente, pero sólo para contro-lar el transistor parcialmente.
La constante de tiempo de una red RC es el tiempo que el condensador se ha descar-gado un 1/e = 1/2,718… = 36,8 % de la ten-sión inicial.
Para su cálculo se utiliza la sencilla fórmula:Constante de tiempo = Resistencia * CapacidadT = R * CT = 100 kΩ * 100 µFT = 10 s
En la práctica, tras un minuto todavía pode-mos ver un brillo débil. Realmente, el LED se apagará tras pasar algún tiempo. No obs-tante, la corriente se reduce hasta valores pequeños cuyo efecto es inapreciable para nuestra vista.En el cuadro se explica cómo implementar un temporizador con un microcontrolador.
Interruptor crepuscularEn la figura 6 se utiliza una fotorresistencia (Light Dependent Resistor, LDR) como sen-sor de luz. El componente dispone de una capa resistiva sensible a la luz de sulfuro de Cadmio (CdS). La resistencia cambia depen-diendo de la luminosidad de aproximada-mente 100 Ω a plena luz solar a 1 MΩ en la oscuridad. Con una intensidad luminosa de unos 1000 Lux (luz para trabajar suficiente-mente buena), la resistencia es por ejemplo alrededor de 1 kΩ.La resistencia variable LDR forma un divisor de tensión junto con una resistencia fija de 100 kΩ. Si la tensión base-emisor (UBE) es demasiado pequeña, el transistor entrará en corte. Para simplificar podemos hablar de que existe un “umbral” de unos 0,6 V. Este valor concierne a todos los transisto-res de silicio; aquí nos encontramos nueva-mente con la famosa curva característica de los diodos.Comprobemos el comportamiento del circuito con distintas iluminaciones. Con alta luminosidad el LED estará apagado, y
cuando esté en oscuridad, se encenderá. Nos percataremos de que hay un salto brusco a una determinada luminosidad. Sólo se consigue que el transistor funcione de forma regulada en un rango de lumino-sidad muy reducido.
Circuito DarlingtonLos factores de ganancia de ambos tran-sistores pueden multiplicarse, cuando la corriente amplificada del primer transis-tor es la de la base del segundo transistor, y se amplifica de nuevo con este segundo transistor (véase la figura 7). Si partimos de un factor de ganancia de 300 para cada transistor, la ganancia total del circuito Darlington será de 90000. Para una modu-lación completa basta con una resistencia en la base de 10 MΩ. En este caso dispone-mos de los siguientes controles: podemos tocar los dos cables blancos directamente con los dedos. Esta vez ya no es necesario que tengamos los dedos mojados, ya que el circuito tiene suficiente potencia como para controlarlo con la piel seca. Una resis-
Interruptor temporizado con microcontroladorLos temporizadores modernos utilizan mi-crocontroladores. Esto permite una gran precisión sin necesidad de ajustes espe-ciales. Adiós, redes RC. Pero hay algo que los microcontroladores no pueden hacer: ¡conmutar altas corrientes! En estos casos necesitamos un transistor. Un sencillo tran-sistor NPN sirve como driver de potencia para activar cargas externas. El débil puerto de un microcontrolador ganará algo de músculo. Para este propósito sirve bien el BC337, capaz de manejar hasta 800 mA. La imagen muestra un interruptor temporiza-do, en el cual el microcontrolador sólo de-bería conmutar 5 mA. El transistor amplifi-ca la corriente del puerto para permitir que podamos encender una bombilla. En esta aplicación también podemos ver un ajuste del nivel: el microcontrolador trabaja a 5 V, y la lámpara a 12 V.
El pequeño programa de ejemplo en BAS-COM implementa dicho temporizador. Tras pulsar, comenzará la cuenta del tiempo (1 minuto). Si durante este tiempo presiona-mos de nuevo, esto no tendrá un efecto so-bre la duración, al contrario de lo que ocu-rre en los circuitos analógicos de la figura 5. ¿Qué pinta tendrá el programa si queremos llevar a cabo disparos consecutivos?
tencia adicional de 100 kΩ protege los tran-sistores de una corriente de base excesiva, en caso de que los cables se conecten directamente.Un circuito Darlington con tres transistores (figura 8) sirve perfectamente para hacer una prueba detectando cargas estáticas. Tocamos con un dedo la base del circuito Darlington y movemos los pies sobre el suelo. Dependiendo de las características del suelo y el material de las suelas de los zapatos, habrá mayor o menor transferencia de cargas, de lo cual podemos percatarnos observando el parpadeo del LED. A veces basta con que nos acerquemos sin entrar en contacto directo con el LED para que se encienda.
LED como fotodiodoUn LED no sólo es capaz de generar luz, sino que también sirve como sensor para luz ambiente. Realmente, en un diodo no circula corriente si está funcionando en polaridad inversa. Pero podemos detec-tar una corriente de corte muy baja (del
orden de nanoamperios), que en un caso normal podemos despreciar. Sin embargo, la alta ganancia del circuito Darlington hace posible experimentar con estas corrientes extremadamente pequeñas. La corriente de un LED en corte depende de la luz ambiente, con lo que de este modo es capaz de funcionar como fotodiodo. Esta escasa corriente es amplificada por los dos transistores hasta y alcanza al segundo LED. En estos tests nos percatamos de que la corriente en corte de un LED es mucho menor que la de un diodo normal. La ten-sión máxima en polaridad inversa de un LED dada en las hojas de datos general-mente es de 5 V, en nuestro caso ronda los
8 V. En realidad, la mayoría de LEDs rojos, amarillos y verdes soportan tensiones bastante más altas alrededor del área del corte, al contrario que los blancos y azules, siendo estas considerablemente menores. La resistencia de 100 kΩ protege al LED de posibles daños.
Y ahora, sin importar si somos principiantes o experimentados: debería echar un vistazo a nuestro cuestionario en el cuadro de texto. ¡Quien nos envíe las respuestas correctas por e-mail, podrá ganar un cheque regalo de Elektor!
(120002)
CuestionarioEl siguiente circuito utiliza transistores de ambas polaridades (NPN y PNP). Se trata de un Darlington complementario.
1) ¿Qué función tiene el circuito?
A) Circuito sin sentido, el LED no se iluminará nunca.
B) Al tocarlo se apaga el LED.
C) Interruptor con funcionamiento en ciclo.
2) ¿Cual es la ganancia esperada?
D) Aprox. 100.000.
E) Aprox. 5.000.
F) Aprox. 900.
3) ¿Qué ventajas tiene un circuito Darlington complementario comparado con uno normal utilizando dos transistores NPN?
G) Mayor ganancia en corriente.
H) Menor tensión de entrada.
I) Menor tensión colector-emisor cuando trabaja a máxima potencia.
¡Quien nos envíe las respuestas correctas podrá ganar un “Minty Geek Electronic 101 Kit”!
Envíenos la clave de la solución (correspondiente a las letras en serie de las respuestas correc-
Como asunto en el e-mail, por favor, incluye sólo el código de la solución.
La fecha límite es el 28 de febrero de 2012.
La decisión final es irrevocable. Los trabajadores del grupo Elektor International Media B.V., así como los edito-res y colaboradores quedan excluidos de participar.
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Figura 8. Circuito Darlington triple.
Figura 9. Amplificación de la corriente inversa de un LED.
En el entorno de mis montajes con microcontrolador, me he interesado por una configuración de
bajo coste, sencilla, potente, fácil de poner en funcionamiento, de probar y de depurar, disponiendo
de ampliaciones y de ejemplos directamente utilizables, todo ello con un lenguaje sencillo, potente y
moderno: C#.
Para nuestros electrónicos, lo más delicado es la realización de la parte “informática” de un montaje. La utilización de un módulo con microcontrolador comercial nos evita realizar un circuito cuyos componentes son difíciles, si no imposibles, de soldar, con lo que es posible concentrarse sobre las funciones del montaje. Ahora bien, estas funciones deben ser realizadas, en gran parte, en el programa, algo que desanima bastante a los electrónicos. Muchas plataformas intentan facilitar la programación, por ejemplo, Arduino, para los microcontroladores de 8 bits. En este caso nos interesamos en una plataforma para sistema más potentes de 16, 32 o 64 bits (incluso más en el futuro). Esta plataforma se denomina .Net Micro Fra-mework, un producto de código abierto de Microsoft, disponible bajo la licencia Apache 2.0. Como “.Net” se pronuncia “punto-net”, y como Micro Framework se abrevia como MF, se suele hablar de
“punto-net MF”. Gadgeteer [1] es un entorno de desarrollo puesto en marcha por Microsoft para desarrollar su técnica .Net-MF de manera sencilla y ligeramente lúdica.La ventaja de la plataforma punto-net es la compatibilidad del código fuente de la aplicación entre diferentes procesadores. Así pues, será muy fácil cambiar de módulo a lo largo de un desarro-llo. El mismo código fuente funcionará indefinidamente sobre un módulo con un microprocesador NXP, Renesas, Atmel… y sobre un ordenador Windows, un Mac o un PC Linux con Mono [2], la versión multiplataforma de código abierto de “punto-net”. También está disponible un kit de distribución en [3] para adaptar “punto-net” a cualquier módulo.
Del lado del circuitoUn sistema típico .Net-MF está equipado con un procesador de 32 bits y dispone de un mínimo de 64 KB de memoria viva. Muchos fabricantes ofrecen placas compatibles, sin olvidar los proyectos comunitarios con código y material abiertos, como Netduino (Plus, ver Figura 1) [4]. Estas últimas son placas baratas, inspiradas por Arduino, pero que están basadas en un procesador ARM7 de Atmel (AT91SAM7X512) que trabaja a 48 MHz. La versión Plus dispone, de forma estándar, de un interfaz Ethernet.GHI Electronics [5] propone una familia de módulos FEZ, que significa Fast and Easy, es decir, rápido y sencillo. La gama se declina, por número creciente de funciones en Mini, Panda II, Domino, Rhino, Spider y Cobra.Los modelos Cobra y Spider están basados en el módulo con micro-controlador EMX (LPC2478, 4,5 MB memoria Flash, 16 MB memoria RAM) del fabricante y son los más potentes de la gama. Son intere-santes sobre todo por sus capacidades gráficas y su memoria. Los otros módulos también están basados sobre procesadores ARM7 de NPX. Los Mini y Panda II disponen de un LPC2387 pre-pro-gramado, con el núcleo .Net-MF de GHI (propietario, con lo que el circuito integrado se llama USBizi100). Domino y Rhino tienen un LPC2388 pre-programado (USBizi144). La principal diferencia entre los procesadores es el número de E/S y las funciones USB.
Figura 1. La placa Netduino Plus, de hardware abierto compatible con la plataforma .Net-MF, ofrece un puerto Ethernet.
Los módulos Panda II y Domino tienen un formato Arduino (están-dar, no Mega) y, por lo tanto, son compatibles con una larga gama de módulos de ampliación (o shields) para Arduino.El acceso a Internet de los módulos FEZ está basado en el circuito integrado W5100 de WIZnet. No es uno de los componentes más recientes, ni el más potente (sólo soporta cuatro zócalos), pero es bastante rápido y será suficiente para la mayoría de las aplicacio-nes. Así pues, es posible utilizar Internet Shield de Arduino o utili-zar el módulo WIZ812MJ, tal y como se ha descrito en el número de Elektor de noviembre de 2009 (tienda online con ref. 090607-91), y el adaptador de NKC Electronics [6]. Esto permitirá en muchos casos disminuir el coste, aunque será necesario realizar una pequeña
modificación (ver Figura 2), algo que no debería suponer ningún problema a un lector de Elektor.De hecho, es bastante sencillo realizar nuestros propios elementos de ampliación físicos o utilizar módulos visualizadores, motores, radio, infrarrojos, GPS… disponibles en muchas páginas de Inter-net. También podemos encontrar módulos totalmente preparados y suministrados con sus controladores (código fuente en C#) [7].
Del lado del programaIncluso si nosotros utilizamos un módulo FEZ Domino en este artí-culo (la placa roja de la foto al principio del artículo), todos los pro-cedimientos descritos permanecen válidos para el uso de cualquier
Tabla 1. Características de los módulos FEZ sencillos
otro módulo. Basta con cambiar las librerías .Net del módulo y adap-tar la sintaxis de los métodos de acceso a los recursos físicos, si es necesario. ¡Vamos a ello!
• Descargad Visual C# Express e instalarlo en una máquina (www.microsoft.com/express/downloads/#2010-Visual-CS)
• Descargad e instalad el SDK .Net Micro Framework 4.1 (www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displaylang=en&FamilyID=cff5a7b7-c21c-4127-ac65-5516384da3a0)
• Descargad e instalad las librerías .Net del módulo utilizado (para la familia FEZ www.ghielectronics.com/downloads/NETMF/GHI%20NETMF%20v4.1%20SDK.zip)
• Se podrá utilizar un terminal gratuito para la actualización de los programas internos, por ejemplo, Tera Term (http://ttssh2.sou-rceforge.jp/)
• Si fuese necesario, instalaremos los controladores USB para la comunicación con el módulo (para la familia FEZ este de aquí: www.ghielectronics.com/downloads/NETMF/GHI%20NETMF%20USB%20Drivers%2032-Bit.zip)
Ejecutamos Visual C# Express, pulsamos en Ficheros, Nuevos proyec-tos (ver Figura 3). Elegimos el tipo de módulo, damos nombre a la aplicación y ya está (ver Figura 4), ¡ya estamos funcionando!Ahora, conectamos el módulo FEZ Domino con su cable USB, cam-biamos el Transporte en Proyecto/Propiedades (ver Figura 5). Si apa-rece USBizi todo va bien, si no, instalaremos los controladores USB o cambiaremos el cable. Cerramos las propiedades, pulsamos F5 y el programa es compilado. Volcados sobre el módulo, el módulo se reinicia automáticamente y el LED… ¡parpadea!Pulsando con el botón izquierdo del ratón en la columna gris, a la izquierda de una de las líneas del programa, podemos colocar un punto de interrupción y continuar el programa, paso a paso (con F11), a partir de este punto. Ahora es posible visualizar el estado de las variables en la ventana Locals e incluso, ¡modificarlas!
Conclusión final.Net-MF simplifica indudablemente la escritura y la depuración de un proyecto con microcontrolador pero corresponde a nuestros lectores el aprender a programar en C#. Para animaros, sabed que C# se pronuncia en inglés see sharp, lo que quiere decir “ver net”,
Figura 4. Para nada se trata de C o de C++ normal, es C#. Los conocedores notarán el carácter multitarea gracias a los comandos Thread. También debemos señalar la declaración del objeto LED, d
del tipo OutputPort.
Figura 2. He aquí cómo debemos cablear nuestro propio shield Ethernet con un módulo WIZ812MJ y una tarjeta soporte de NKC
Electronics, para su uso con una placa FEZ Domino.
Figura 3. La ventana que permite comenzar un nuevo proyecto .Net-MF para la placa FEZ Domino.
Figura 5. Es importante proporcionar los parámetros adecuados a la herramienta para que la comunicación con la placa funcione.
un juego de palabras accidental de Microsoft. Sabed también que existen muchos ejemplos de código en C# en la referencia [7], por ejemplo, y en otros sitios de Internet.¡Suerte con los proyectos!
Todos los enlaces en este artículo están disponibles en la página de Inter-net de este artículo [8], lo que nos evita tener los que escribir a mano.
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Enlaces en internet
[1] Gadgeteer: www.netmf.com/gadgeteer/
[2] Mono: www.mono-project.com
[3] Kit de distribución: www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=CCDD5EAC-04B1-4ECB-BAD9-3AC78FB0452B&displaylang=en
[4] Netduino: www.netduino.com
Escribiendo el nombre de un objeto seguido de “.” (dot, ¡otra vez!), hacemos aparecer los métodos y las propiedades del objeto.
Cuando se pasa el ratón por el texto, podemos visualizar los tipos de las expresiones, como aquí sobre OutputPort.
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PicoScope 2205-MSOa la ParrillaUn osciloscopio de señal mixta (o MSO) combina un osciloscopio con un analizador lógico, donde sus lecturas, si se desea, pue-den aparecer en una sola pantalla. Cuando vimos el nivel de entrada de la Tecnología Pico [1] del MSO modelo 2205 anunciado como “precio por menos de 420 €” (por el osciloscopio solamente) pensamos que era mejor solicitar una muestra para su análisis en los laboratorios de Elektor.Hemos recibido el kit completo que se anun-ciaba a un precio de 480 €, incluyendo el propio instrumento, un par de sondas pasi-vas de x1/x10, un cable lógico y los pinzas de prueba. El MSO 2205 tiene la apariencia familiar de un PicoScope: caja azul ABS y dos conectores BNC en el panel frontal. El ana-lizador lógico tiene 16 entradas. Los cables amarillos asociados salen de un conector
tipo “pinheader” que terminan en peque-ños conectores receptores. A éstos se conec-tan múltiples cables rojos con pinzas, según necesitemos para nuestras medidas (soporta hasta 16). Además, hay cuatro cables negros GND a juego con los ganchos tipo “clip-on”.El 2205 se alimenta correctamente desde un puerto USB del PC, pero no funcionará en un concentrador pasivo. Es compatible con el estándar USB 1.1, pero se recomienda usar la versión 2.0. En la parte trasera del instru-mento está el conocido conector “AWG” que proporciona la señal de salida del gene-rador de onda arbitraria.
Programa: PicoScope 6Algo importante sobre la serie de oscilos-copios USB Pico, es que utilizan un módulo común de programa (actualmente PicoScope 6) que detecta el modelo real conectado. El CD-ROM que acompañaba a nuestro modelo 2205 probado mostraba la versión 6.6.14 y pensamos que no lo necesitaríamos ya que el servicio de actualización “en-línea” para el Pico estaría más actualizado. Así que ejecuta-mos la instalación del programa con su ver-sión anterior del osciloscopio Pico 3206B con-fiscado por Thijs y usamos el servicio “buscar actualizaciones” que rápidamente nos dijo ¡que la versión 6.6.13 estaba disponible! Aun-que es difícil de creer que en estos tiempos de “Internet”, fue una rara ocasión en donde la versión del programa de una caja de un CD batía a la versión del programa de Internet.El CD de instalación no dio problemas (es necesario Windows XP SP2, Vista o 7). Des-pués de conectar el osciloscopio y hacer “clic” en el asistente de “Nuevo hardware encontrado” (no se conecte a Windows Update), el instrumento estaba funcionando en muy poco tiempo. La primera vez que se inicia el programa PicoScope 6, es con el canal A activado y podemos comenzar nues-tras medidas de inmediato. Podemos modifi-car la configuración utilizada por el programa a nuestro gusto para cuando sea lanzado. Todos los editores de Elektor han realizado
un serio trabajo para dividir las pantallas del PC. Como nos daba pereza bajar las escale-ras al laboratorio y buscar un generador de funciones de un banco de trabajo, hemos decidido utilizar nuestro 3206B como un AWG y el MSO 2205 como osciloscopio. Esto se puede hacer con una facilidad asombrosa sólo con lanzar el programa PicoScope dos veces y asignando el AWG 3206B a la pantalla de un PC y el MSO 2205 a la otra (ver Figura 1). Desafortunadamente, no resulta fácil determinar qué pantalla pertenece a cada osciloscopio. Tenemos que hacer “clic” en el menú de Ayuda y “clic” en “Acerca de PicoS-cope 6” para obtener una ventana emer-gente con información sobre el programa y el osciloscopio conectado. Todo listo.
Nos gustaEncontramos que las entradas analógicas de los canales A y B presentan una imagen muy constante en nuestra pantalla en todo el rango de frecuencias. Todos los ajustes “estándar” están disponibles, “disparo” (con un montón de opciones, ver Figura 2), la selección de la sonda, escala de los ejes, filtrado paso bajo, modo “XY”, modo de per-sistencia... ¡fantástico! El programa también se puede cambiar a modo de espectro, con un ancho de banda de 25 MHz y la posibilidad de “zoom” en cualquier parte del espectro.Para un MSO de este rango de precios, con-seguir un generador de onda arbitraria (AWG) es excepcional. De hecho, incluso la presencia de un simple generador es una ventaja importante en el presupuesto del osciloscopio. La frecuencia se puede ajus-tar libremente y el generador llega hasta los 100 kHz. Tiene varios tipos de forma de onda preseleccionados ya incorporados, como el seno, onda cuadrada, triangular, sin (x)/x, ruido blanco y puede generar for-mas de onda arbitrarias, lo que significa que podemos “dibujar” nuestras propias formas de onda en una red sin restricciones y con una resolución de hasta 16.384 muestras. Con toda la profusión analógica, casi pode-
mos olvidarnos de las 16 entradas digitales. Una ventana emergente hábilmente colo-cada, nos permite seleccionar las entradas digitales que desee habilitar y configurar su nivel umbral (éste último por banco de ocho entradas). También podemos agrupar las entradas en buses. Las 16 entradas digitales, además de los dos canales analógicos, pueden ser mostrados juntos sin demasiada carga de trabajo sobre la CPU que cuando se mues-tra un solo canal analógico (ver más abajo). Además, a las ventanas de visualización se les puede ajustar su tamaño convenientemente para dar cabida a todas las señales.El programa parece bastante estable. No se cuelga cuando desconectamos repentina-mente el cable USB del osciloscopio. En su lugar, educadamente, muestra un cuadro de “Compruebe el cable USB” (ver Figura 3). Cuando el instrumento se vuelve a conectar, el programa continúa exactamente desde donde se detuvo.Una característica muy interesante del pro-grama es la capacidad de visualizar varias for-mas de onda (¡hasta 10.000!) que se almacenan automáticamente en una memoria temporal. Podemos navegar fácilmente a través de ellas en la ventana emergente “Descripción de Buffer”.
Carga de CPU Visualizar las formas de onda en tiempo real en la pantalla de ordenador exige una poten-cia de procesamiento considerable. En nues-tro sistema de prueba, un poco anticuado, con un Pentium Dual-Core E5400@2,70 GHz y 4 GB de RAM, de uso variado, dependiendo de la frecuencia de muestreo seleccionada, con el 0% en la configuración ‘off’ (sin medida) a un valor de hasta el 60%, con ambos canales activados (velocidad de seleccionada a 30 cap-turas por segundo). Curiosamente, pero no alarmante, la carga de la CPU no aumentó de forma lineal con la disminución de la “Collec-tion Time” (ajuste de escala de tiempo). Hubo una caída a 100 ms/div, con un uso de la CPU de alrededor del 5%, mientras que a 200 ms/div y superiores, el uso de CPU salta a ~ 55% (¡excepto para las 1000 s/div (!) donde el uso
de la CPU se reduce a casi un 0 %). En los ran-gos inferiores del “Collection Time” (2 ms/div o menos) la carga de la CPU desciende de nuevo a alrededor del 20 ~ 25%, depen-diendo de la configuración. En el “Modo Per-sistencia” el uso de la CPU se hace bastante alto: se observaron picos cercanos al 70 %. En el “Modo Espectro” es menos exigente, con picos de cerca del 40 %.
Nos gusto algo menosAunque el modo XY está disponible, al igual que en la mayoría de los osciloscopios digita-les, a veces es difícil conseguir ver en la panta-lla la imagen que se esperaba. Una prueba con un prototipo de un proyecto próximo, puso a prueba nuestra paciencia a medida que nos desplazamos a través de todos los ajus-tes disponibles del “Collection Time” (escala de tiempos), para terminar en la imagen que se esperaba ver. Lo hizo, a diferencia de nues-tros intentos con un LeCroy DSO WaveAce 224 de gran presupuesto pero, por supuesto, esto significa que se ha comenzado desde la dirección equivocada. Lo ideal sería ver direc-tamente lo que está sucediendo y no ajustar, sintonizar ni hacer “clic” hasta llegar a ver lo que esperamos ver. Este modo XY de cruz parece tener más de un problema en general con los osciloscopios digitales y suponemos que los usuarios tienen que vivir con ello.Otra desventaja potencial la encontramos en las prestaciones del AWG. Comenzando desde los 10 KHz y subiendo, observamos una oscilación (“jitters”) significativa en la señal generada. La onda generada interna-mente se tradujo en una imagen inestable en nuestra pantalla (independiente de la amplitud de la señal) y era más notable con ondas cuadradas y ondas arbitrarias. Parecía que el sistema de disparo tenía algunos pro-blemas, pero cuando alimentamos el mismo canal con una forma de onda de igual forma, generada por un generador externo, la forma de onda se muestra firme como una roca. Pico Technology explicó que esto se debe a la cuantificación causada por la velocidad del reloj fijo, ya que el momento exacto de los
flancos tiene que ser ajustado en forma diná-mica a fin de mantener la frecuencia media durante varios ciclos a una cifra exacta.Otra cosa que notamos durante nuestra mini prueba fue que el tiempo de subida parecía depender de la configuración de la “Base de Tiempos”. Véanse, por ejemplo, las Figuras 4 y 5: cuando está configurada a 1 ms/div, el flanco de subida parece ser de 778 ns, mientras que si se selecciona a 500 ns/div, un paso más allá, el tiempo de subida medido es de unos 123 ns, siendo este último el valor correcto cuando se verifica doblemente con el osciloscopio LeCroy. Después de comprobarlo con Pico Technology, este tema fue aclarado: para una forma de onda más suave en las capturas de pantalla tenemos que configurar la mejora de la resolución del programa en 12 bits. Si lo hacemos, se limita efectivamente la velocidad de subida de la señal, dando a la característica “Straight Edge” la cap-tura el tiempo de subida exponencial normal. Con esta mejora desconectada (resolución de 8 bits), no hubo diferencia en el tiempo de subida.Dicho sea de paso, la herramienta que usa-mos para determinar el tiempo de subida es una utilidad muy práctica con muchos tipos de medidas entre las que elegir (ver Figura 6). ¡No nos quejemos!
CreemosCreemos que este nuevo miembro de la fami-lia tiene mucho que ofrecer por el precio que vale. El kit completo contiene todas las son-das, conectores y programas necesarios para comenzar de inmediato. Incluso teniendo en cuenta la necesidad de un ordenador razona-blemente rápido, que es fácil encontrar en la mayoría de los escritorios de trabajo, el rango de precio del 2205 está entre los pocos instru-mentos importantes con los que tuvimos la oportunidad de trabajar. Pero cuidado: toda-vía necesitamos saber qué estamos haciendo y cómo estamos midiendo, de lo contrario podría terminar con conclusiones equivocadas.
Preamplificador de Control ‘Consonant’ de Elektor (1978)
La historia de este mes comienza con el evento ¡Elektor Live!, el 26 de Noviembre de 2011 y se remonta hasta finales de 1978. Tened paciencia conmigo.Un directivo de alto rango de la compañia Philips, llamado Henk van Houten, fue invitado al evento ¡Elektor Live! celebrado en Ein-dhoven, Holanda. El Sr. van Houten, Presidente Ejecutivo y Gerente General de Philips Research, realizó a su llegada un recorrido por las
plantas de la muestra (“en anillos”) del edificio Evoluon, un pináculo de la innovación arquitectónica y técnica en 1966, cuando Philips “gobernaba” Holanda en terminos electrónicos. El edificio parece un platillo volante y merece la pena buscarlo en Google. Resultó un poco desconcertante para los dos administradores de Elektor que mostraban al Sr. Van Houten el evento, que su invitado comenzara a hablar de la electrónica de la vida real, como el soldador, el taladrado del circuito impreso y el 2N3055, en lugar de hablar de la éxito del marketing comercial y la jerga comercial. Cuando fue entre-vistado [1] por el Editor Jefe de Elektor, Wisse Hettinga, resultó ser que Henk era un ávido lector de Elektor en los viejos tiempos y recordó, felizmente, los días que pasó de estudiante construyendo proyectos de audio y de radio. En un momento de la entrevista intentó recordar el nombre de “un viejo proyecto de audio con una enorme PCI de Ele-ktor” [colocando las manos a una distancia de unos 33 cm] “que tuvo algo que ver con la amplia expansión del estéreo, no puedo recor-
dar con exactitud los detalles, pero se trataba de un gran proyecto”. Wisse, normalmente un entrevistador de confianza, pero con una trayectoria en Elektor de tan sólo cinco años, no pudo ayudar en ese momento a Henk a recordar el nombre del proyecto.Cuando el material de la entrevista llegó para su edición, dos editores de rango no tan alto, Harry Baggen y yo mismo, comenzamos a hurgar en los archivos de la revista Elektor para localizar el proyecto y permitir a nuestro camara Patrick insertar una rápida anotación con el nom-bre correcto y la fecha de publicación en la revista Elektor. Harry fue
el primero en encontrarlo (activado principalmente por la mención de un expansor de ancho de estéreo, fue capaz de identificar el proyecto como un preamplificador de control de “Consonancia”, de 1978.Normalmente, esto hubiera acabado con el asunto pero, después de una breve visita al desván de la Casa de Elektor, volví a mi escritorio con un prototipo en toda regla del Consonant en mis manos. Lo pri-mero que noté fue que, efectivamente, tenía unos 33 cm de ancho, todo por culpa de una gran placa de circuito impreso fijada detrás del panel frontal. La unidad se veía tan profesional que los colegas más jóvenes y la gente que pasaba por allí, dijeron que era “algo de Sanyo/Kenwood/Sony de los años 80, ¿no?”.Cabe destacar que el artículo sobre el preamplificador “Conso-nante” se publicó en una edición de Circuitos de Verano de Elektor, de 10 páginas en total, colocado alegremente en medio de proyec-tos mucho más simples como el “timbre electrónico NE555” y el “shoo-dog”, un tipo de circuitos que sólo cubren la mitad de una
Jan Buiting (Editor de Elektor de UK/US)
Retrónica (Recuerdos de electrónica) es una columna mensual que cubre equipos electrónicos antiguos, incluyendo diseños legendarios de Elektor. Se agradecen contribuciones, sugerencias y peticiones; por favor, enviad un correo electrónico (email) a redacció[email protected]
página en la mayoría de los casos. El nombre “Consonant” sigue una tradición de los años 1970 en Elektor y en otras publicaciones electrónicas, para dar nombres relacionados con la música a equi-pos de audio, como ‘Crescendo’, ‘Preludio’, ‘Stentor’, ‘Fidelio’, etc. Marcas completas para los diseñadores y editores de entonces que los publicaban, pero el nombre de ‘Consonant’ ¡levantó inespera-das sorpresas! En cuanto a la música, “Consonant” es algo deseable si no quieres escuchar nada “disonante” ¿no? Como tal, el nombre es muy original y está perfectamente en línea con la excelente tra-dición. Sin embargo, existe un problema lingüístico, la preposición latina ‘con’ significa “junto” y “sonare”, “sonar”. Excepto los lectores de habla Inglesa, que identifican “consonant” como el antónimo de ‘vocal’ y, por lo tanto, pierden el contexto musical. Los estudian-tes de Gramática de secundaria pueden objetar, además, que cual-quier cosa “que suena a lo largo” del sonido original (como el ruido, zumbido, sonajero, estruendo, DeutscheWelle o lo que sea), es muy poco deseable y está a años luz de la “alta fidelidad”.Tengo que decir que el artículo de 1978 es bastante aburrido al prin-cipio, cuando se nos habla en términos muy poco musicales:
Las principales consideraciones que regían el diseño del “Consonant” eran que:1. Las prestaciones y facilidades ofrecidas debían ser comparables a las
proporcionadas por los mejores diseños comerciales.2. El circuito de días, simple de construir y con componentes que se
pudiesen encontrar fácilmente.3. Los mandos y controles debían estar colocados de manera clara y
lógica para facilitar su manejo.
En una nota positiva y utilizando un lenguaje demasiado almido-nado, sólo se puede “admitir que todos los requisitos anteriores han sido cumplidos sobradamente si no totalmente”. Sin embargo, en nin-guna parte de Elektor se hacen alabanzas propias sobre el proyecto; todas las descripciones referentes a las prestaciones del preampli-ficador hablan sobre materiales, técnicas de secado y términos modestos. En ninguna parte he podido encontrar aquellos horri-bles términos que la fraternidad del audio tiene el hábito de utilizar cuando se ensalza un equipo de audio. Probablemente, el esquema eléctrico del circuito ha sido víctima del personal no técnico que ha realizado la página de serigrafía y se ha incrustado horizontalmente
en la página, en comparación con el dibujo de montaje y los gráfi-cos del prestaciones tomados con un grabador Bruel & Kjaer (hace tiempo esto). El esquema eléctrico del Consonant se reproduce aquí por los viejos tiempos, junto con las especificaciones.Volviendo a la tecnología, el control de ancho de estéreo que empezó todo esto, se activa cuando S4 está cerrado. Se consideraba desea-ble una imagen de este lío “ancho” en aquellos tiempos y también
Especificaciones del “Consonant” de Elektor Respuesta en Frecuencia: 20 Hz – 50 kHz (+0 dB, –3 dB)Máx. Tensión de salida: 3.5 Vrms (10 Vpp)Tensión de salida nominal: 440 mVrms
Relación Señal/ruido: >72 dB para 440 mVrms de salidaMargen de sobrecarga: >15 dB por encima de 440 mVrms de
salidaDistorsión harmónica total: aprox. 0,04% (para 440 mV de salida)
Separación entre canales: >50 dB (at 1 kHz)Rango dinámico: > 90 dBNivel de ruido de salida: aprox. 0.1 mV
Filtros:Filtro Rumble: 60 Hz (–3 dB), 12 dB / octavaFiltro Scratch: 10 kHz (–3 dB), 12 dB / octava
fue utilizada a veces para “añadir prestaciones” a viejas grabaciones a “remasterizaciones” del material original grabado en mono. Sin ninguna duda, el efecto se utilizó en aquellos tiempos para crear un espacio incómodo como el alojamiento de un estudiante “muy rui-doso”. Hoy día, el efecto es bastante popular entre las jóvenes bandas de rock como Bloc Party y Editors, cuyas guitarras de jazz aparecen extendidas ampliamente en las torres PA y en los conciertos en vivo.En el Consonant, los canales izquierdo y derecho están unidos por medio de R35 y el potenciómetro P3. Según dice este artículo, la resistencia fija une los emisores de T4 y T4’ y esto convierte, efec-tivamente, estas 2 etapas en un amplificador diferencial. La señal que aparece en el colector de T4 representa ahora a (L–kR), donde k es una constante determinada por los parámetros del circuito. El signo menos explica la contribución de contrafase del canal dere-cho. Asimismo, la matemática del canal derecho consistirá en (R–kL). El resultado es que las señales en contrafase hacen que el sonido del canal “opuesto” aparezca incluso más lejos en el espacio,
creando una impresión de imagen de sonido ampliado tan desea-ble en aquellos tiempos, aunque sólo sirva para engañar a nuestros oídos o impresionar a nuestros invitados.Hacia el final de los 70 todavía estaba de moda el construirse uno mismo sus propios equipos de audio por una pequeña parte del pre-cio de las unidades comerciales (o que dijesen que lo eran). Los tér-minos ‘nerd’ y ‘geek’ aún no existían, y el término “aficionado” tenía un tono positivo. También era de esa época tener todo en una sola PCI que incluía potenciómetros y conmutadores, para evitar todos los molestos cables, susceptibles de captar ruido. Sin embargo, había un problema acechando: el cuerpo de los potenciómetros tenía que aislarse del panel frontal para evitar bucles de masa. Este detalle de información se compartió con los lectores en un largo y pesado enlace publicado en la edición de febrero de 1979.La información incompleta de esta enormidad, una placa de circuito impreso (PCI) de una sola cara (370 x 90 mm ), es decir, la serigrafía de la cara de pistas de cobre y el plano de montaje de componentes, se imprimió en la página central de la revista para evitar cualquier riesgo de desalineación vertical entre las páginas enfrentadas sin recortes en la misma hoja en la imprenta. El revelado casero de la PCI y el tala-drado de la placa fue algo grande en aquel momento y muchos tuvie-ron que enfrentarse con el problema real de levantar las preciosas páginas de sus revistas para permitir que la serigrafía de la cara de pistas de la PCI fuese transferida a la placa totalmente revestida de cobre. El estilo oscuro de la carátula del panel frontal diseñado para el Consonant también fue impreso, pero no escala 1:1, ya que era impo-sible publicarla, incluso en una ampliación (dobles páginas en A4).El Consonant que se muestra aquí se presenta tras los trabajos de restauración de las dos juntas de soldadura rotas entre los conden-sadores de tántalo y los terminales de un regulador de tensión ator-nillados a la placa inferior. La caja también contiene el preamplifica-dor del reproductor de disco Preconsonant publicado en la misma edición que el Consonant (¡marketing de AbsFab!).No voy a caer en la tentación de hablar de las características sonoras del Consonant que no sea decir que la aportación de ruido es inaudible en todos los niveles de volumen que se considero normales para mi sala de estar. No encontré ninguna necesidad de modificar los controles de tono para su posición “plana”, por lo que no tuve el Baxandallizing. Encontré muy artificial el sonido del ampliador estéreo e incluso me dio algo de dolor de cabeza cuando reproduje el LP Tubular Bells de Mike Oldfield. Actualmente tengo una amplia sala de estar que es infinita-mente más grande y más ancha que la que tenía en 1978, cuando no tenía con quien hablar, ni dinero para pagar un Consonant.
(110178)
Para celebrar el resurgimiento del Consonant, podeis descargar de forma gratuita [2] una copia escaneada del artículo original de julio y agosto de 1978 de Elektor. Lamentablemente los componentes, las placas de circuito impreso o el soporte técnico ya no están disponibles para este proyecto.
Referencias en Internet
[1] Vídeo: buscar el canal ElektorIM (sic) en www.youtube.com
Los empleados de Elektor International Media, sus empresas subsidiarias y/o editoriales asociadas no podrán participar en este concurso.
8 1 D F 6 7 3 C A 4 B 0 9 E 5 2C 2 6 E 5 9 B 1 8 7 D 3 0 A F 4A 7 4 9 8 0 F 2 1 C E 5 3 6 B DB 3 5 0 E A D 4 F 2 6 9 C 1 7 8E 8 A D 7 B 6 F 3 5 C 2 4 9 0 10 F 7 B 1 2 E D 9 6 4 A 5 3 8 C1 4 9 2 3 8 C 5 7 B 0 E A F D 63 5 C 6 0 4 9 A D 8 F 1 E 7 2 B9 B 1 3 A C 8 6 0 D 5 7 2 4 E FD 0 2 8 4 F 1 7 E 9 3 6 B 5 C A4 6 F 5 9 E 0 3 C A 2 B D 8 1 77 A E C D 5 2 B 4 F 1 8 6 0 9 3F 9 3 A B D 4 8 5 E 7 C 1 2 6 05 D 8 1 C 6 7 9 2 0 A 4 F B 3 E2 E B 4 F 1 5 0 6 3 8 D 7 C A 96 C 0 7 2 3 A E B 1 9 F 8 D 4 5
Si no te hace ilusión retirar la nieve, descongelar las tuberías de agua, cortar leña o sacar a pasear al perro, el Hexadoku es la excusa perfecta para quedarte en casa. Basta con que introduzcas los números adecuados en el rompecabezas que hay más abajo. Después, envíanos los de las casillas grises y entrarás automáticamente en el sorteo de uno de los cuatro bonos para la tienda de Elektor. ¡Diviértete!
El Hexadoku utiliza los números hexadecimales de 0 a F. Rellena el diagrama de 16 x 16 casillas de modo que todos los números hexade-cimales de 0 a F (es decir, 0…9, A…F) aparezcan una sola vez en cada fila, en cada columna y en el recuadro de 4x4 (marcados con líneas
en negrita). Ya hay algunos números rellenos en el crucigrama, que determinan su situación inicial. Entre todas las soluciones correctas recibidas, sorteamos cada mes un gran premio y tres premios de con-solación. Para ello, debes enviarnos los números de las casillas en gris.
Hexadoku Un rompecabezas con un toque electrónico
¡Resuelve el Hexadoku y gana!Las soluciones correctas recibidas de los lectores de Elektor participan automáticamente en el sorteo de cuatro bonos para la tienda de Elektor, uno de 100 € y tres de 50 €. Esperamos que estos premios animen a todos nuestros lectores a participar!
¡Participa!Por favor, envíanos tu solución (los números de las casillas grises) por correo electrónico a [email protected] – Asunto: hexadoku 02-2012 (por favor, cópialo exactamente). Incluye en el correo tu nombre com-pleto y tu dirección.
También puedes enviar tu respuesta por correo ordinario a: Redacción Elektor - Apdo. Correos 62011 – 28042 Madrid (España), o al fax +34 911019396. Envíalo antes del 1 de marzo de 2012.
Ganadores del sorteoLa solución del Hexadoku de Diciembre de 2011 es: 35C24.
El Bono de 100 € para la tienda de Elektor es para: Eugene Stemple (USA).Y los 3 Bonos de 50 € son para: Reinhard Rindt (Alemania), Arno Habermann (Holanda), Francisco Pérez Cortés (España).
110461-41 .....Microcontrolador AT89C2051-24PU programado, para áreas de 50 HZ (Europa) .......................................................... 9,95110461-42 .....Microcontrolador AT89C2051-24PU programado, para áreas de 60 Hz (USA) ............................................................... 9,95
Curso de audio DSP
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Radio Definida por Software con AVRsEl próximo mes lanzaremos una nueva serie mostrando como los microprocesadores AVR de Atmel se pueden utilizar para el procesamiento digital de señales (DSP). Propondremos un total de tres palcas de circuito. La primera incorpora un generador de señal basado en un ATtiny2313, la segunda placa contiene un receptor SDR completo con display e interfaz serie, y la tercera la emplearemos para construir una antena activa. En total, con estas placas, podremos hacer más de 20 experimentos. Todo el software se ha creado con el compilador WINAVR GCC en AVR Stu-dio y, por supuesto, está disponible en la web de Elektor para tus propios experimentos.
Control de ventilador de PCPara permitir que todos los ventiladores que hay dentro del PC sean controlados de un forma segura y flexible hemos diseñado un circuito con amplias capacidades. Permite con-trolar hasta seis ventiladores PWM simultáneamente, midiendo individualmente la veloci-dad de rotación de cada uno de ellos leyendo sus señales de tacómetro. Se puede utilizar un control de ventilador existente en la placa base del PC (como el refrigerador de la CPU) como fuente de señal para controlar los ventiladores conectados. El circuito puede fun-cionar de forma autónoma cuando se configura mediante USB, pero también es posible controlarlo y monitorizarlo vía USB.
Panel LED táctilHoy en día, casi todos los teléfonos móviles o las tablets tienen una pantalla táctil. Hay varias formas de implementar una pantalla táctil, que van desde una matriz (array) de resistencias con un film de plástico utilizando una rejilla capacitiva grabada sobre la pan-talla, hasta una cámara que sigue los movimientos de tu dedo. Sin embargo, hay otras pantallas táctiles con una configuración que no sería tan inmediato imaginar. Este artículo describe una pantalla, para construir en casa o en el laboratorio, con una matriz de 8 x 8 LEDs que determinan la presencia de tu dedo transmitiendo y recibiendo alternativa-mente y así determinar que LED está cubierto por el dedo.
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La suscripción estandár es de 12 meses. Si durante este plazo de suscripción se produce un cambio permanente de dirección y ello conlleva la necesidad de realizar el envío a través de un servicio más caro, no te cobraremos los gastos adicionales. En caso contrario, si el cambio de dirección nos permite contratar un servicio más barato, no te reembolsamos la diferencia y tampoco se extenderá el plazo de suscripción.
Los estudiantes pueden obtener un discuento de un 20% del precio normal de una suscripción anual siempre que esté acompañada de una fotocopia del carnet de estudiante. Por favor envíalo por fax (+34 91 101 93 96) o correo electrónico ([email protected]). Para estudiantes, el coste de la suscripción estandar es de 50,80 € y el de la suscripción plus es de 68,30 €.La suscripción para estudiante es incompatible con el regalo de suscripción. Estas promociones no son acumulables.
El plazo normal de la primera entrega, es de cuatro semanas a par-tir de la fecha de la recepción del pedido.
La cancelación de una suscripción está sujeta a un cargo de un 25% (veinticinco por ciento) del precio total o 12,50 €, o sea, la cantidad mayor, más los gastos de copias ya envíadas. No está permitido cancelar una suscripción después del sexto mes.
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Estándar PlusEspaña 63,50 w 81,00 w
Islas Canarias 69,50 w 87,00 w
Europa 91,50 w 109,00 w
Otros países 122,50 w 140,00 w
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Webinarios de la Academia Elektoren asociación con element14
Programa de webinarios:
Archivo de webinarios en www.element14.com/webinars:
La Academia de Elektor y element14 se han unido para ofrecerte una serie de webinarios exclusivos (en inglés)sobre exitosos proyectos de las últimas ediciones de la revista Elektor. ¡La participación en estos webinarios esCOMPLETAMENTE GRATUITA! Todo lo que tienes que hacer es registrarte en www.elektor.es/webinarios.
Las plazas son limitadas ¡REGISTRATE AHORA en www.elektor.es/webinarios!Las plazas son limitadas ¡REGISTRATE AHORA en www.elektor.es/webinarios!
Platino – an ultra-versatile platform for AVR microcontroller circuitsPresentador: Clemens Valens (Elektor)En muchos proyectos electrónicos la placa juega un papel secundario en el diseño electró-nico. Aunque es difícil montar un circuito sin una placa de circuito impreso, el diseño deeste último es a menudo olvidado en favor de “cómo funciona la cosa”. Para compensaresta injusticia hemos decidido cambiar las tornas. Este webinario es sobre la placa decircuito impreso en sí misma y el circuito que en ella se monta es realmente secundario.
E-Blocks, Twitter and the Sailing ClubPresentadores: Ben Rowland y John Dobson (Matrix Multimedia)E-blocks son pequeñas placas de circuito que contienen un bloque de electrónica quenormalmente puedes encontrar en un sistema electrónico o embebido. En este webinarioBen y John demostrarán el prototipo rápido de una confi guración de E-blocks capaz deenviar automáticamente mensajes de Twitter a los miembros de un club náutico.
Let’s Build a Chaos GeneratorPresentadores: Maarten Ambaum y R. Giles Harrison (Reading University)Únete a nosotros en este webinario para dar un vistazo al montaje del proyecto Generadorde Caos publicado en las ediciones de Septiembre y Octubre de 2011 de Elektor. Deja tusoperacionales, limpia tu monitor y tus gafas, y sube el volumen.
The Making of an Improved Radiation MeterFecha: Jueves 16 de Febrero de 2012Hora: 15:00 GMT (16:00 CET)Presentador: Thijs Beckers (Elektor)Este webinario trata sobre la historia del diseño y las entradas y resultados del exitoso Medidor de Radiación Mejorado de Elektor publicado en la edición de Noviembre de 2011. Este instrumento de bajo coste, y totalmente autoconstruido, es capaz de detectar diferentes tipos de radiación como son la alfa, beta y gamma empleando ‘sensores’ en los que nunca habrías pensado para esta tipo de aplicación. ¡Puedes esperar un webinario animado y de gran actualidad sobre un circuito ‘experimentalicioso’ garantizado!
PARTICIPACIÓN GRATUITA¡Inscríbete ahora!
Here comes The Elektor Bus!Presentador: Jens Nickel (Elektor)Muchos lectores de Elektor han participado activamente en el diseño que ahora conocemos como Elektor Bus. El editor de Elektor Jens Nickel no solo te contarán la historia decómo ocurrió todo, además profundizará en los protocolos, los confl ictos de bus y consi-deraciones hardware.
(a+b+c...) = a b c...(a+b+c...) = a b c...(a+b)+c = (b+c)+a = c+a+b
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