LA REVISTA INTERNACIONAL DE ELECTRONICA Y ORDENADORES Nº 277 3,60 € Pico PLCPico PLC

InterfazUSB–RS232

TemporizadorSemanal/Mensual

Micrófonosubsónico

Simple chip para Controlde Tono

Controlador de luces de discoteca de 8 canales

Controlador de luces de discoteca de 8 canales

AMPLIFICADORFINAL A VÁLVULAS

AMPLIFICADORFINAL A VÁLVULAS

35 vatios a partir de un diseño sin florituras35 vatios a partir de un diseño sin florituras

MONTAJE DE PROYECTOSRedacciónVIDELEC, S.L.

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Amplificador Final a VálvulasEste amplificador de potencia a válvulas tiene un diseño en “push-pull” que utiliza dos válvulas EL34s (o sus equivalentes para EstadosUnidos, 6CA7). El diseño se ha mantenido lo más sencillo posible,para evitar problemas con los montajes de los prototipos. La poten-cia de salida sobrepasa con creces los 35 vatios, con una baja distor-sión y un amplio rango de frecuencias de trabajo. Este amplificadorproporciona una excelente reproducción de sonido cuando se uti-liza con un par de altavoces de buena calidad y con una eficienciarazonable. Todo ello nos demuestra que incluso un diseño sencillo,

con unas especifi-caciones bastanteconvencionales,puede hacernostemblar cuandooímos una melodíamusical.

Simple chip para Control de Tono Aunque nuestro sistema de altavoz activo se completó con elsubwoofer publicado recientemente y la fuente de alimentaciónasociada, hemos añadido un pequeño extra para aficionados: uncontrol de tono/volumen/balance compacto, completado conuna fuente de alimentación estabilizada de 15 V. Nuestro sis-tema de altavoz activo alcanza un importante lugar dentro delos equipos de este tipo.

25

20

Proyectos de construcción

20 Simple chip para Control

de Tono

25 Amplificador Final

a Válvulas

32 Pico PLC

38 Controlador de luces de

discoteca de 8 canales

48 Micrófono subsónico

52 Temporizador

Semanal/Mensual

60 Indicador de

Temperatura para PC

64 Interfaz USB–RS232

Artículos informativos

6 Robolab

44 Agrupación de Diodos LEDS

Regulares

3 Sumario

12 Noticias

19 Ojeada al próximo número

56 EPS

59 Libros

63 Nuevos Libros

CONTENIDONº 277 ELEKTOR JUNIO 2003

ARTÍCULOS INFORMATIVOS

Interfaz USB-RS232Gracias a un circuito integrado especial de la casa FTDIChip, los periféricos de ordenadores con una interfaz RS232 pueden conectarse fácilmente a un puerto USB. Estasencilla solución es idealsi tenemos un periféricoque no dispone delcorrespondiente puertoUSB, si nuestro ordena-dor portátil no tiene unpuerto RS 232 libre, oambas cosas.

64

RobolabAllá por 1998 el fabricante de juguetes danés LEGO intro-dujo su kit de montaje “MINDSTORMS” (es decir, “TOR-MENTA DE IDEAS”) que trabajaba con el bloque RCXprogramable de dicho fabricante. El kit fue muy bien aco-

gido, de modo que la idea y el con-cepto originales se han utilizadotanto en empresas de investigacióncomo en el ámbito educacional.

Agrupación de Diodos LEDsLa utilidad de los diodos LEDs de alta intensidad es tal queseguro que nos proporcionará un nuevo punto de vista en la ilu-minación de la habitación. En las indicaciones de tráfico y otrosequipos de señalización, estos pequeños dispositivos ahorran unagran cantidad de energía y reducen el coste de mantenimientodebido a su larga expectativa de vida, comparada con la de laslámparas convencionales.

6

44

INTERÉSGENERAL

6 Elektor

Cuando hay que elegir juegos de ordenador paraniños los padres a menudo ven los aspectosnegativos que estos representan y lo poco edu-cativos que resultan; el siguiente nivel es hablarde las reglas del juego (RPG- role playing game-ver Elektor de Enero del 2003). Nos vienen a lamente recuerdos nostálgicos de cuando cons-truíamos cosas con nuestros padres, usando pie-zas del tipo Meccano, empleando horas y horasen pensar cómo hacer, por ejemplo, un tren o unavión. En 1998 LEGO introdujo los kits Minds-torms, donde se conjugaban entretenimiento yeducación. El eslogan que LEGO usó fue ‘pro-

gramación simple, incluso para adul-tos’ y en realidad eso era literalmentecierto, ya que la idea era que muchospadres fueran introduciéndose por pri-mera vez en las posibilidades queofrece la robótica y el software.

Desde su introducción, el RCX tam-bién ha encontrado cabida en algunasde las Escuelas Primarias y Secunda-rias más avanzadas como herramientade enseñanza, tal y como la concibióel Prof. Seymour Papert del M.I.T. (Ins-tituto Tecnológico de Massachusetts).

El ladrillo programable no se hadetenido aquí, el enorme avance deInternet ha favorecido el que cualquiercolegio o universidad (fundamental-mente en los Estados Unidos) tengauna zona en su página web dedicadaa proyectos RCX de robótica. Algunosde los ejemplos más significativos son laUniversidad de Stanford [1], la Univer-sidad de Loughborough [2] y la Univer-sidad de Edimburgo [3].

El desafío con Mindstorms es pro-ducir robots cada vez más sofisticadoscapaces de realizar funciones máscomplejas. Las posibilidades se incre-mentan añadiendo nuevos sensores alRCX (ver Elektor nº 269) y usando pro-gramas de CAD para ayudar en laconstrucción mediante programacióninteligente. Echando un vistazo al soft-ware/firmware alternativo para el RCXy hojeando algunos libros con títulostales como ‘Mindstorms Extreme’,‘Ultimate Tool’ o ‘Definitive Guide’podemos hacernos una idea del nivelde experiencia y soporte de que dis-pone este sistema.

El entorno de programación RCXtambién ha visto una importantemejora en su firmware con la apari-ción de la edición que permite el usode: eventos, control de acceso y varia-bles locales, etc... Todas estas carac-terísticas de la Versión 2 del SistemaOperativo RCX no pueden usarse conVisual BASIC porque aún no se ha

RoboLabMindstorms después de cinco años

Por C. Bauman

En 1998 la empresa danesa fabricante de juguetes LEGO introdujo en elmercado los kit MINDSTORMS, que disponen de una pieza de ensamblaje‘ladrillo’ programable llamado RCX. Se invirtió mucho esfuerzo y dineroen investigación y desarrollo, lo cual no siempre garantiza el éxito. El kitfue bien recibido y se acopló perfectamente en el segmento educativo,donde se ha tomado como modelo.

liberado una nueva versión de Spirit.OCX. Sinembargo, C++ puede usar las nuevas caracte-rísticas a través de SDK2 [4]. El popular NQCescrito por Dave Baum [5] tiene acceso a lamayoría de las nuevas características.

En paralelo al trabajo de desarrollo de estosentusiastas se ha hecho un duro trabajo escri-biendo un sistema operativo alternativo para elladrillo RCX. Dos de los más populares sistemasoperativos abiertos son legOS (renombrado Bric-kOS después de la presión de LEGO) usando unasintaxis similar a NQC, y lejOS basado en Java.Los aficionados al lenguaje Forth pueden estarinteresados en el pbforth de Ralph Hempel.

El RCX también es una buena elección parael diseño de prototipos en muchas Universi-dades. En este tipo de entidades, los expertosse pueden encontrar limitaciones del firmwareestándar que puede restringir su uso, pero lasolución no pasa en todas las aplicaciones porbuscar una tercera versión de software y quizáse pueda aprovechar más el potencial del RCXbuscando alternativas. El profesor Chris Rogersy sus colaboradores de la Universidad de Mas-sachusetts [6] junto con la empresa LEGO yNational Instruments (NI) han desarrollado elentorno de programación ROBOLAB.

ROBOLAB es un icono basado en el entornode programación gráfica LabVIEW. Soportatodas las fases de diseño del robot, desde elconcepto original, planning, programación yensayos de evaluación, documentación y porúltimo publicación del diseño. El entornoROBOLAB se concibió originalmente comouna herramienta de enseñanza para escuelas,pero ha encontrado aceptación para todas lasedades desde Primaria hasta la Universidad.

El software ROBOLAB ha recibido nume-rosos premios a escala mundial incluyendo elEddy (premio anual otorgado por Apple a losproductos hardware/software de alto nivel) yel BETT otorgado por los miembros del Gabi-nete de Enseñanza Británico.

ROBOLAB (del cual ha aparecido reciente-mente la versión 2.5) es un entorno de progra-mación versátil y avanzada con bastantescaracterísticas que permiten la implementa-ción de la mayoría de conceptos sofisticadasde programación. Algunas de sus más poten-tes características son:– Programación de un RCX desde otro RCX. – Programación y entrada de datos a través

de Internet.– Combinación de una cámara LEGO junto

con el RCX a los niveles más altos.– Evaluación de datos usando LabVIEW Gcode.

Si tiene alguna duda sobre estas cuestionespuede consultar [7], donde el autor describe endetalle el proyecto de construcción de un brazode robot. El brazo tiene cinco ejes de movi-miento (grados de libertad) alcanzando apro-

ximadamente unos 50 cm. Los pro-gramas se han escrito para que elbrazo (junto con la cámara LEGO)puedan identificar y recoger piezas‘ladrillos’ LEGO y colocarlas en unacaja (puede ordenar los juguetes),además de construir una torre de cua-tro pisos de ladrillos LEGO.

¡Adelante!Para demostrar las características prin-cipales de ROBOLAB se ha construidoun pequeño robot de tres ruedas lla-mado Roby [8]. Roby tiene dos moto-res que mueven las ruedas derecha eizquierda y los sensores de choquemontados en la parte frontal (inicial-mente ambos sensores estaban conec-tados en paralelo al puerto 1). En estesimple ejemplo, el robot será progra-mado para ir en línea recta hasta quese detecte un obstáculo en el camino.

En ROBOLAB, al igual que en Lab-VIEW, los datos se pasan usando pro-gramación virtual. En este programasólo hay una forma de controlar direc-

tamente los motores. Únicamente hayuna cuestión, después de la inicializa-ción el programa permanece en unbucle que monitoriza constantementeel sensor de choque, en cuanto sedetecta un contacto los motores sedesactivan.

La misma función de programase puede volver a escribir de formadiferente.

INTERÉSGENERAL

8 Elektor

Esos iconosROBOLAB utiliza una serie de ico-nos muy descriptivos, expresivos yllenos de color que son fáciles deaprender y están bien documenta-dos. La diferencia entre fuente y des-tino está bien definida. Los iconos enforma de diamante se llaman modifi-cadores en ROBOLAB. Los modifi-cadores fuente tienen el camino dedatos en azul y un marco tambiénazul. Los modificadores destino tie-nen un marco verde o marrón con elmismo color en el camino de datos.En LabVIEW los diferentes tipos dedatos se representan con diferentescolores y tamaños.

Figura 1. Un primer plano de Roby.

Listado 1. Todos los programasROBOLAB comienzan con un iconode ‘begin’ y terminan con uno de ‘end’.El motor arranca y después corre hastaque el sensor de choque se dispara.

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ress

INTERÉSGENERAL

El primer icono de la secuencia de programano es exclusivamente para inicialización, perotambién indica una cuestión de fondo que es lapuesta en marcha de los motores. Funcionacomo un árbitro para decidir cuál de las siguien-tes cuestiones permitirá el control de motores.

Los contactos indicadores individuales (eneste caso sólo uno) tienen asignada una priori-dad (0 = el más alto, 4 = la de menor prioridad), deforma que el arbitrador monitoriza constante-mente las solicitudes y siempre permite que lasde mayor prioridad tengan el control sobre losmotores. En este sencillo ejemplo es difícil verlos beneficios de esta arquitectura, pero como elcontrol del robot es más sofisticado cuanto máscomplejas son las funciones a realizar entonceslas ventajas son más obvias.

Este tipo particular de robot de arquitecturaprogramable se desarrolló a finales de los 80 porTodney Brooks en M.I.T. y se conoce como Arqui-tectura Subliminal [9]. Los sistemas multitarea tra-dicionales difícilmente realizan varias tareas parael control debido al uso de comandos conflictivos.Por el contrario, el arbitrador en ArquitecturaSubliminal asegura que sólo la solicitud de mayorprioridad tenga el control.

El tiempo de respuesta del soft-ware es bastante lento, pero sepuede mejorar usando interrupcio-nes. La versión 2.0 del firmware deLEGO permite el uso de interrupcio-nes software para el procesador RCX(un H8/3292 a 16 MHz de Hitachi).Modificando el programa podemosusar interrupciones para mejorar eltiempo de reacción. En el Listado 3se muestra el programa modificado.

Los iconos de los dos sensores dechoque, seguidos del icono del arbi-trador activando los dos sensores dechoque (ahora conectados de formaindependientemente a los puertos 1y 3), generan una interrupción repre-sentada por los botones rojo y azuldebajo de los iconos.

El quinto icono habilita lainterrupción y está precedido por unasolicitud para movimiento en línearecta. Cuando un sensor de choquese activa, el programa salta del buclea la parte final donde ejecuta elcomando de parada (stop), espera2/100 s y acaba todas las solicitudesincluyendo el arbitrador. En el ejem-plo anterior el programa no termina.Este ejemplo toca algunos de losaspectos más básicos del ROBOLAB,para conseguir una mejor impresióndel software, podemos descargar unafunción demo (limitada) de [10].

(020319-1)

Listado 3. El mismo programa, pero esta vez usando una interrupción para la velocidadmáxima del tiempo de reacción.

Universidad de Stanford [1]www.stanford.edu/class/ee380/9899fall/lect03.html

Universidad de Loughborough [2]www.lboro.ac.uk/departments/el/robotics

Universidad de Edimburgo [3]www.dai.ed.ac.uk/groups/mrg/research/LEGO_project.html

SDK2 [4]www.ceeo.tufts.edu/robolabatceeo/Resources/documentation/LEGOMindStormsSDK.zip

Dave Baum [5]www.enteract.com/~dbaum/nqc/index.html

Universidad de Massachu-setts [6]www.ceeo.tufts.edu/robolabatceeo/default.asp

Proyecto de brazo de Robot [7]www.convict.lu/Jeunes/5%20DOF%20Robot-arm.htm

Detalles de construcción de Roby [8]http://www.convict.lu/Jeu-nes/LOGI2.htm

Arquitectura Subliminal [9]www.convict.lu/Jeunes/Subsumption.htm

Demo de ROBOLAB [10]www.technik-lpe.de/lego_dacta/li_down/ROBOLAB_DEMO_20.zip

Listado 2. Al arrancar el programa árbitro se le dauna prioridad 0 a la solicitud para que se muevahacia delante si el sensor de choque no se activa;cuando se activa el sensor el motor se para.

NOTICIAS

12 Elektor

Zetex, empresa representada enEspaña por Anatronic, S.A., intro-duce el separador sincrónicoZXFV4583 y el amplificador de res-tauración DC ZXFV4089, que ofre-cen una solución de dos chip para lagestión de señales de vídeo com-puestas. Usado conjuntamente enaplicaciones que incluyen CCTV,captura de vídeo, mezclas y efectosespeciales, el chipset es compatibleen pin con alternativas estándaresde la industria.Actuando como una abrazadera ‘blacklevel’, el ZXFV4089 ofrece estabilidada nivel de brillo en sistemas de vídeocaracterizados por amplio ancho debanda, baja distorsión y bajo consumode potencia. La señal de vídeo com-puesta está sujeta a una tendenciaDC, debido al contenido variable de lainformación de intensidad. Esto nece-sita ser corregido con anterioridad a laconversión digital. Conteniendo un circuito sample&holdy un amplificador de vídeo de bajadistorsión, el ZXFV4089 asegura larestauración DC de la señal de vídeo.Desde el primer impulso, el disposi-tivo estabiliza el nivel negro de refe-rencia para el siguiente componentede la señal, que contiene la informa-ción de la intensidad. La salida es unaseñal de vídeo permanentementesujeta a un voltaje de referencia (nor-malmente 0 V).

Configurado con tres resistenciasexternas, el ZXFV4583 separa señalesde sincronización verticales, horizonta-les y compuestas de PAL; NTSC,SECAM y otras señales de vídeo com-puestas estándares y específicas. Laprecisión en la extracción sincrónica selogra a través de un proceso de mues-tra que determina el punto del 50% en laparte negativa del pulso sincrónico.

Un filtro de bajo paso opcional tam-bién puede ser empleado para ate-nuar los efectos del carrier de color, almismo tiempo que los formatos devídeo entrelazado se acomodanmediante una salida lógica odd /even. La pérdida de detección deseñal, en un nivel establecido por unade las resistencias externas, iniciauna salida lógica.

SO L U C I Ó N D E D O S C H I P PA R A A P L I C A C I O N E S D E V Í D E O

Solución de dos chip para aplicaciones de vídeo Zetex.

EPSON, empresa representada enEspaña por Anatronic, S.A., introduceel S1D15714, un driver MLS monochippara display de cristal líquido (LCD) dematriz de puntos en aplicaciones deautomoción, tales como sistemas denavegación de bajo coste, radios y sis-temas del salpicadero.Usando la tecnología MLS (Multi LineSelection) se consigue un ciclo máximode 1/65 y se incorpora una RAM dedatos de display de 168 x 65 bit.El S1D15714 se caracteriza un circuitooscilador interno que opera con granflexibilidad para el reloj de display –los relojes de operación externa adi-cionales no necesitan realizar la ope-ración de lectura / escritura de datosdel display, asegurándose una opera-ción con el mínimo consumo decorriente.

DR I V E R LCD D E M AT R I Z D E P U N T O S PA R A A P L I C A C I O N E S D E A U T O M O C I Ó N

Driver LCD de matriz de puntos para aplicaciones de automoción EPSON.

El driver posee un sensor de tempera-tura sin la necesidad del uso de com-ponentes suplementarios. Esto permiteconstituir un sistema que ofrece el con-traste LCD óptimo en un amplio rangode temperatura operativa (-40 a +65 °C).

Un comando para descargar con-densadores externos garantiza unapagado óptico del display. Además,este IC driver dispone de la capaci-dad de una operación master –esclavo.

El S1D15714 completa la exitosaserie EPSON S1D15705, ofreciendounas dimensiones más reducidas ygenerando, por lo tanto, menorescostes.

Infineon Technologies, empresarepresentada en España por Anatro-nic, S.A., anuncia la disponibilidadde una nueva familia de DIMM(módulos de memoria dual-in-line)unbuffered en densidades de 128, 256y 512 MB. Basados en memoria de 400 MbpsDouble-Data-Rate (DDR400), los módu-los han sido validados con las especi-ficaciones Intel y diseñados para cum-plir los requerimientos de la especifi-cación de ancho de banda JEDECPC3200 3.2 Gbps para uso en la memo-ria principal de estaciones de trabajo yPC desktops de elevado rendimiento.El proceso de fabricación de Infineon,con el mayor número de die por oblea

NOTICIAS

13Elektor

NU E V O S M Ó D U L O S DIMM PC3200 PA R A PC D E S K T O PY E S TA C I O N E S D E T R A B A J O

Los productos @Web logran unafácil conectividad a Internetusando sus MCU Flash C51Atmel Corporation, empresa repre-sentada en España por Anatronic,S.A., anuncia la disponibilidad demicrocontroladores con capacidadesintegradas que permiten aplicacionesde usuario con conectividad directa aInternet. La familia @Web está com-puesta por MCU Flash C51 de 8 bit.Los productos @Web ofrecen una gamaampliada de opciones para conectarfácilmente numerosas aplicacionesembebidas de Internet, tales como dis-positivos industriales y equipos deautomatización domésticos, para unaamplia variedad de redes físicas (PSTN,GPRS, LAN y enlaces de serie).Una solución @Web Software paraTCP/IP PSTN y GPRS Módem se basaen un snack de protocolo que puedeser implementado en el programa deaplicación del microcontrolador Flash.Esta solución acelera el desarrollo delproducto, evita la necesidad de com-ponentes externos costosos y facilita laimplementación de servicios de Inter-net, tales como HTTP, FTP o SMTP. Elkit de evaluación ATWebEVK-01 per-

mite a los diseñadores de sistema eva-luar toda la gama de opciones disponi-bles para integrar software TCP/IP enlos MCU Flash C51 Atmel.Las soluciones @Web EstructuradasTCP/IP Ethernet se componen de unchipset basado en un IC estructuradoWiznet TCP/IP y un MCU Flash Atmel.Estas soluciones LAN de elevada velo-cidad ofrecen fácil implementación decualquier servicio Internet, conectivi-

dad a interfaces 10 o 100 Base-TEthernet y soporte completo de apli-cación con código fuente. Para soportar el desarrollo del producto,el kit de desarrollo ATWebDVK-02 tam-bién se encuentra disponible, así comomódulos de aplicación, incluyendoCámara Web de red (ATWebDVK-02WC), Transmisión de Voz (ATWebDVK-02VOIP) y un control remoto on-off depotencia (ATWebDVK-02RC).

AT M E L L A N Z A U N A N U E VA G A M A D E S O L U C I O N E SD E C O N E C T I V I D A D A IN T E R N E T E M B E B I D A S

Atmel’s @Web Products archieve Easy Internet Connectivity using its C51 Flash MCUs.

Nuevos módulos DIMM PC3200 para PC desktop y estaciones de trabajo Infineon Technologies.

NOTICIAS

14 Elektor

EPSON, empresa representada enEspaña por Anatronic, S.A., introduceel nuevo microcontrolador S1C6F416con una CPU S1C63000 de 4 bit y ele-vado rendimiento como núcleo CPU. Este microordenador incluye ROM decódigo, RAM, ROM de datos, interfacede serie síncrono / asíncrono), tempo-rizador watchdog, temporizadoresprogramables (2 x 8 bit o 1 x 16 bit),dos contadores de tiempo y drive LCDde matriz de puntos. El nuevo microcontrolador se caracte-riza por un sistema de reloj doble quesoporta operación a elevada velocidad(4 MHz) con un voltaje operativo bajo(1.3 a 3.6 V) y mínimo consumo decorriente 32 kHz, Halt, Sleep), por lo quees ideal para aplicaciones que trabajancon baterías, donde el consumo deenergía necesita ser escalado depen-diendo de las entradas de usuario.Además, el circuito de reseteo inte-grado (con función de reseteo power-on) puede detectar la tensión de ali-mentación para reiniciar el microcon-trolador cuando la potencia vuelva odurante una interrupción instantáneade corriente.

de silicio, permite producir en granvolumen módulos de forma casi ins-tantánea a las necesidades del mer-cado. Los nuevos módulos DIMM hansido realizados con un proceso 0.14

micron, que trabaja en el cluster defabricación DRAM 200 y 300 mm deproducción en volumen. Para finales del presenta año se esperaque los componentes DDR400 se con-

viertan en la elección de memoria paradesktops y estaciones de trabajo de ele-vado rendimiento, por lo que Infineon ya escapaz de ofrecer soporte en la transicióna estos sistemas de próxima generación.

El S1C6F416 dispone de una EEPROMFlash de gran capacidad (16 K pala-bras x 13 bit y 4 K palabras x 4 bit)como ROM. Por lo tanto, tambiénpuede ser usado como un MTP (MultiTime Programmable) para el desarro-llo sus pares (S1C63406 y S1C633408).

Para más información: MadridTel: 91 366 01 59Fax: 91 365 50 95E-Mail: info@anactronic.comwww.anactronic.com

Memoria Flash para el desarrollo de aplicaciones con microcontrolador EPSON.

ADCON TELEMETRY AG, empresarepresentada por Aspid Comunica-ciones, S.A., anuncia una nueva apli-cación de test de automoción con tar-jetas de radio LC.Las tarjetas de radio LC son usadaspara comunicar datos entre el sensorde alineación de la rueda y un PC. Elsistema envía datos en tiempo real aun ordenador sin la necesidad de usarcables. Por lo tanto, los técnicos pue-den ver inmediatamente si existenproblemas causados por la incorrectaalineación de las ruedas. Esta nueva solución es más fácil yrápida de instalar que la solución decable tradicional. Además, los clientesdeben ser conscientes del peligro queconllevan los cables tirados por elsuelo y que se pueden deteriorar conmayor facilidad. La nueva solucióninalámbrica solventa estos problemas.

AP L I C A C I Ó N D E T E S T D E A U T O M O C I Ó N C O N TA R J E TA S D E R A D I O LC

ME M O R I A FL A S H PA R A E L D E S A R R O L L O D E A P L I C A C I O N E S C O N M I C R O C O N T R O L A D O R

Aplicación de test de automoción con tarjetas de radio LC ADCON RF.

NOTICIAS

FALCOM, empresa represen-tada en España por AspidComunicaciones, S.A., anun-cia la disponibilidad del nuevomódulo OEM GPS embebidoFALCOM JP7.El FALCOM JP7 es un receptorGPS de 12 canales paralelosbasado en el chipset de bajapotencia SiRFstarII. El nuevodispositivo desarrolla mejoras enrendimiento GPS, precisión,potencia informática e integra-ción de hardware.Su tamaño compacto (25 x 25 x3 mm) junto con el modo ‘tric-kle power’ (55 mW, 800 ms 0FF,200 ms ON), y el ratio de adqui-sición TTFF superior (ca. 45 s)permiten la creación de unagran variedad de soluciones denavegación, seguridad y moni-torización OEM muy compac-tas, de baja potencia y elevadaeficacia.

El nuevo dispositivo es gestio-nado como un componenteSMD y puede ser soldado a laplaca madre de la aplicaciónembebida, usando tecnologíaSMT. Esta circunstancia haceque el JP7 sea perfecto paraproyectos de elevado volumen. El FALCOM JP7 puede serempleado como el reemplazodrop-in de hardware o softwaredirecto para el módulo TIM deμ-blox. En comparación con eldispositivo TIM, el JP7 ofreceparámetros de rendimiento sus-tancialmente mejores.El FALCOM JP7 también escompatible en hardware con elnuevo dispositivo TIM-LP. Losdiseñadores de hardware y soft-ware son soportados medianteun kit de evaluación completoque contiene toda la informa-ción relevante del diseño dereferencia.

NU E V O M Ó D U L O OEM GPS E M B E B I D O FALCOM JP7

SynQor, empresa representada enEspaña por Aspid Comunicaciones,S.A., ha lanzado una nueva línea deconvertidores DC/DC SIP no aislados.La serie NiQor puede suministrarhasta 15 A de corriente de salida enun encapsulado single-in-line están-dar. La nueva línea de convertidoresrepresenta la expansión de la gama deproductos SynQor para aplicacionesde potencia distribuida.Los primeros módulos introducidosen la línea NiQor tienen un rango deentrada de 3.0 a 3.6 V y ofrecen hasta15 A de corriente a 2.5, 1.8, 1.5, 1.2 y

CO N V E RT I D O R E S DC/DC E N E N C A P S U L A D O SIP E S T Á N D A R

Nuevo módulo OEM GPS embebido FALCOM JP7 Falcom.

Convertidores DC/DC en encapsulado SIP estándar SynQor.

necesitan 2 segundos para realizar laconexión de los modelos QMA, encomparación con otros dispositivosque requieren 20 segundos.Los conectores garantizan la conexiónmediante un ‘click’ audible y optimi-zan la densidad del panel, ya que nose necesita una llave de torsión paramontar los dispositivos QN.

GHz con un nivel de intermodulaciónde -120 dBc. Ambas series ofrecen elmismo rendimiento eléctrico que laserie N. Los conectores, que son diez vecesmás rápidos en el acoplamiento quelos conectores N estándares y ofrecenuna solución económica, versátil yreproducible. Por ejemplo, sólo se

Radiall, empresa representada enEspaña por Ibérica de Componen-tes, S.A., anuncia sus series QN yQMA de conectores.Optimizada desde DC a 6 GHz, laserie QN es útil desde DC hasta 11GHz con un nivel de intermodulaciónde -156 dBc, mientras que los mode-los QMA son útiles desde DC a 12.4

AAEON Technology, Inc., empresarepresentada en España por la Divi-sión de Componentes de AspidComunicaciones, S.A., anuncia elnuevo SBC-860, un ordenador mono-tarjeta basado en un procesador IntelPentium 4 con CompactFlash Type IIy cuatro puertos USB 2.0. Trabajando a 3.06 GHz, 3el SBCsoporta tecnología Hyper-Threading,ofreciendo el mejor rendimiento deIntel Pentium 4 disponible. El SBC-860también dota de elevadas capacida-des de memoria de hasta 2 GB DDRDRAM (DDR 226).El nuevo ordenador monotarjeta secaracteriza por el chipset Intel 845GV,que soporta elevadas frecuencias CPUde hasta 3.06 GHz con el bus frontaltrabajando a 400 / 533 MHz. Además de su potente motor informá-tico, el diseño de la tarjeta incluyecaracterísticas como un chipset conun motor gráfico 2D / 3D que soportaancho de banda AGP 4x, USB 2.0 inte-grado y socket CompactFlash Type II.El SBC-860 desarrolla un magníficorendimiento gráfico sin coste adicio-nal con el chispset Intel 845GV inte-grado, que destaca por la arquitecturaIntel Extreme Graphics para maximi-zar la capacidad de rendimiento VGA.Con cuatro puertos USB 2.0, el SBC-860 ofrece un interface de serie ‘Plug

and Play’ ampliable que garantiza unaconexión estándar de bajo coste paralos dispositivos periféricos. Las aplicaciones industriales se bene-ficiarán de los cuatro puertos USB 2.0por dos pin-headers, que ofrecen unaelevada velocidad de 480 Mbps sincomprometer el rendimiento. Además, el SBC-860 soporta controla-dores Intel Ethernet duales, posibili-tando la accesibilidad de red de 1Gbps para aplicaciones de elevada

velocidad, tales como pasarelas yredes privadas virtuales (VPN).Esta tarjeta compacta con procesadorIntel Pentium 4 dota de un excelenteratio calidad – precio para CTI, redesy mercados ‘mini-server’.

Para más información:Aspid Comunicaciones, S.A.U.General Aranáz, 4928027 MadridTel: 91 371 77 56 - Fax: 91 320 10 18E-mail: aspid@aspidcom.com

NOTICIAS

16 Elektor

OR D E N A D O R M O N O TA R J E TA C O N P R O C E S A D O R IN T E L PE N T I U M 4

RA D I A L P R E S E N TA S U S N U E V O S C O N E C T O R E S QN Y QMA

0.9 V. Empleando el encapsulado SIPestándar, las unidades miden 50.8 x14 x 8.5 mm y pueden ser configura-dos en orientaciones verticales uhorizontales.La familia NiQor se ampliará paraincluir una serie con entrada de 5 V(4.5 – 5.5 V) y otra serie con entrada de12 V (9.6 – 13.2 V) y hasta 10 – 15 A decorriente a 3.3, 2.5, 1.8, 1.5, 1.2 y 0.9 V.Los módulos emplean rectificaciónsíncrona para obtener una eficacia del92% con carga total (3.3 Vout), permi-

tiendo total potencia sin restriccionescon condiciones ambientales eleva-das. El filtrado de entrada y salidamantiene el ruido al mínimo, elimi-nando la necesidad de añadir costososcondensadores I/O. La serie NiQor no aislada ofrece puntode carga para una amplia variedad deniveles de lógica de núcleo de bajo vol-taje, requeridos en los DSP y ASICactuales. Combinada con la línea deproductos de convertidores aisladosPowerQor y transformadores DC Bus-

Qor, los diseñadores pueden imple-mentar una verdadera arquitectura IBA. Los convertidores NiQor incluyen unbuen número de funciones de control yprotección, tales como control on / off,UVLO de entrada, límite de corriente,protección ante cortocircuito, OVP desalida y cierre térmico. Estas caracte-rísticas dotan de funcionalidad avan-zada, al mismo tiempo que las certifi-caciones de seguridad permiten unafácil integración en el producto delusuario final.

Ordenador monotarjeta con procesadorIntel Pentium 4 AAEON.

NOTICIAS

Advantech, empresa representada enEspaña por Ibérica de Componentes,S.A., anuncia el Web Tablet rugerizadoMobipanel MPC-100E, un dispositivoinalámbrico portátil basado en WindowsCE.NET que combina captura de datosy tecnología de comunicación.El Mobipanel MPC-100E ha sido dise-ñado para ofrecer una solucióninalámbrica en tiempo real a profesio-nales móviles para acceder a informa-ción de bases de datos remotas víaInternet o Intranet. Por estos motivos,el Mobipanel es ideal para aplicacio-nes en proyectos industriales, medi-cina, hostelería, construcción, logís-tica o servicios in situ. El nuevo Web Tablet, que se caracte-riza por un procesador Intel XcalePXA-250 400 MHz, posee RAM de 128Mb / ROM Flash de 32 Mb (móduloremovible), Windows CE.NET, adap-tador PMCCIA Tipo II, zócalo CompactFlash Tipo II, protección frontal IP53 yresistencia total a caídas desde unmetro, todo ello con un peso de 1.35kg. Entre los múltiples accesorios des-tacan un cargador para el vehículo,cable mini VGA y tarjetas WLAN.

Los puertos I/O, el panel LCD y las cir-cuiterías internas del MPC-100E hansido diseñados para resistir los dañosocasionados al derramar líquidos oagua, cumpliendo con el estándarIP53.

Para más información:Tel: 91 659 29 70Fax: 91 653 10 19 www.ibercom.nete-mail: informa@ibercom.net

Cintisa, empresa líder en la fabri-cación y comercialización de ele-mentos y componentes para laindustria eléctrica y electrónica, pre-senta sus tubos aislantes de fibra devidrio Silglass, Polglass y Temglass,los cuales tienen una gran variedadde aplicaciones en la industria, ofre-ciendo una solución integrada a losproblemas de interconexión en altastemperaturas.

TA B L E T PC MO B I PA N E L

TU B O S A I S L A N T E S D E F I B R A D E V I D R I O

Tablet PC Mobipanel Advantech.

Tubos aislantes de fibra de vidrio Cintisa.

NOTICIAS

18 Elektor

La gama Silglass, compuesta portubos aislantes de trenza de fibra devidrio impregnada con silicona, secaracteriza por una temperatura deservicio de –60 a + 220 °C (Clase H),una rigidez dieléctrica de 3000 V y undiámetro interior de 0,5 a 34 mm,siendo su color estándar el rojo teja. Seutilizan como aislante térmico y eléc-trico en aparatos con elevadas tempe-raturas de trabajo y sobrecargas tér-micas.

Los tubos Polglass son aislantes detrenza de fibra de vidrio impregnadacon poliuretano, caracterizándose poruna temperatura de servicio de –30 a+155 °C, rigidez dieléctrica de 3000 Vy diámetro interior de 0,5 a 22 mm.Estos tubos, cuyo color estándar es elamarillo, se aplican como protecciónde conexiones y terminales eléctricos.La gama Temglass está formada portubos aislantes de trenzas de vidriorecocido y estabilizado, y ofrece una

eficaz protección de cables y termina-les en aparatos con altas temperaturasde trabajo. Los tubos Temglass poseenuna temperatura operativa de –60 a+220 °C, rigidez dieléctrica de 800 V ydiámetro interior de 0,5 a 12 mm,siendo el marrón su color estándar.

Para más información:Cintas Técnicas Industriales, S.A.E-mail: cintisa@optral.eshttp://www.cintisa.es

Siguiendo al reciente lanzamiento delprocesador VIA C3TM de VIA Technolo-gies, Inc., Kontron acaba de anunciar suprimer diseño de tarjeta CPU basado eneste procesador de elevado rendimiento.La tarjeta JRex-VE 3.5” es el primermódulo Kontron que se basa en el 1.0GHz VIA C3. El nuevo procesador per-mite a los dispositivos JREX-VE ofre-cer un rendimiento comparable al deuna tarjeta basada en procesador IntelPentium II 500 / 700 MHz, pero con unprecio significativamente menor. Además de que el rendimiento de latarjeta es más que adecuado para lasaplicaciones de medios digitales másdemandadas, el JRex 3.5” tiene unconsumo de potencia muy económicoy una baja emisión de calor.Al igual que el resto de las tarjetas 3.5”de la familia JRex, el dispositivo ETX-VE incluye 2 USB, LAN, Compact-Flash, Teclado / Ratón, VGA, COM1,conectores de fuente de alimentaciónATX y reseteo convenientemente ubi-cado en la misma posición que el restode la familia de productos. Como resul-tado de esta uniformidad, los integra-dores de sistema y OEM pueden des-arrollar productos escalables basados entarjetas 3.5” sin la necesidad de modifi-car encapsulados o conectores paravariantes de diferentes procesadores.El JRex-VE incluye el chipset VIATwister T con motor S3 Savage 4, bus

front-side de 133 MHz e IDE rápido víaUDMA-100. El socket SDRAM-DIMMpuede acomodar hasta 512 MB dememoria y permite el uso de módulosestándares de memoria desktop. Elcontrolador gráfico UMA (hasta 32 MB)es un componente integral del chipset. Además, varios tipos de display pue-den ser conectados fácilmente vía elinterface JUMPtec Intelligent LVDSInterface (JILI), que detecta automáti-camente qué display se encuentra

conectado y establece los parámetrosde vídeo correspondientes.Todos los módulos JRex son “plugand work”, lo que reduce significa-tivamente el tiempo de llegada almercado.

Para más información:KONTRON Embedded Computers, AG.Gobelas, 2128023 MadridTel: 91 710 20 20Fax: 91 710 21 52

NU E VA TA R J E TA JRE X 3.5” C O N 1.0 GHZ VIA C3

Nueva tarjeta JRex 3.5” con 1.0 GHz VIA C3 Kontron Elektronik.

Debido a las restricciones legales enel uso de teléfonos celulares en loscoches, la operación ‘manos libres’se está convirtiendo en una obliga-ción en los diseños de automoción.Normalmente se necesita un enchufepara el teléfono móvil o una instala-ción fija, pero esto cambiará en el

futuro a favor de una conexióninalámbrica.El servicio ‘manos libres’ sobre Blue-tooth es una de las primeras u mejo-res aplicaciones Bluetooth en el mer-cado de la automoción. La idea fun-damental es que el teléfono celulardel conductor pueda estar en el bol-

sillo y ser conectado a una pasarelade audio (por ejemplo, la radio delcoche) de forma inalámbrica. Rene-sas Technologies Europe Ltd.,suministrador global de chip Blueto-oth y microcontroladores, ha desarro-llado el manual de diseño BlueFree,que ayudará a los diseñadores de sis-

RE N E S A S TE C H N O L O G Y L A N Z A U N M A N U A LD E D I S E Ñ O ‘M A N O S L I B R E S’ BL U E T O O T H

NOTICIAS

19Elektor

PRÓXIMONÚMERO

temas a reducir el tiempo de llegadaal mercado. La tarjeta de 30 x 60 mm consiste enel módulo Mitsubishi Bluetooth M3A-ZA 12, un microcontrolador de 16 bitM16C/62 y un codificador para cance-lación de eco y reducción de ruido. Elsoftware M16C utiliza el stack de soft-ware embebido muy compacto y fácilde configurar de IAR Systems. ElEmbedded Bluetooth Protocol Stackde IAR Systems ya ha sido calificadopara el M16C. Un UART API sirvecomo conexión entre la radio delcoche y este módulo add-on. Para el producto final, el host stacktambién podría trabajar con el contro-lador principal de la radio del vehículoo el diseñador podría elegir otro M16Ccon host MCU fuera de la ampliagama de opciones de memoria yencapsulado de la familia M16C. Ade-más, IAR Systems ofrece todos losperfiles de coche Bluetooth comoencapsulado de software especial.El módulo Bluetooth M3A-ZA 12 sebasa el chipset de banda baseM64110WG y el IC transceptor RF

M64846FP y una antena SMD adicio-nal. También se encuentra en des-arrollo una solución CMOS Bluetoothmonochip.El diseño de referencia puede operar concualquier teléfono móvil estándar quesoporte el perfil ‘manos libres’ Bluetooth.

Para más información:Tin Can ComunicaciónTel: 91 352 49 94Fax: 91 351 59 30E-mail: info@tincan.esWeb: www.tincan.es

DMX 3-EN-1Este proyecto, apodado ‘DMX 3 en 1’, es un divi-sor activo que distribuye una simple señal DMXen tres salidas. Además se caracteriza por un ais-lamiento meléctrico total entre la entrada y lassalidas, mientras cualquiera de las tres salidaspuede actuar de forma independiente de las otras.

PLACA DE DESARROLLO XALos dispositivos pertenecen a la familia de microcontroladores Philips XA de 16 bits, que ofre-cen una alta densidad de código basado en la arquitectura 8051. Esos microcontroladores secaracterizan por un bajo consumo de potencia a una alimentación de 3 V, un ingenioso esquemade gestión de alimentación, un set de instrucción ampliado y 16 Mbytes de espacio de memoria.Se describe una placa de desarrollo para sacar partido a esos potentes micros.

LOW-COST LCD CONTROLLER (1)Surplus stores often sell cheap matrix LCD modules, somebrand new (NOS), others salvaged from broken or old equip-ment. Interesting, but nobody will be able to tell you howthese devices can be used in practice. This month’s instal-ment provides some background information on the operationof such matrix LCDs, in preparation for a DIY controller to bediscussed next month.

¡Y MÁS PARA DISFRUTAR!Los títulos de los artículos y contenidos de larevista están sujetos a cambios

TAMBIÉN…Amplificador final a válvulas (II),Mini Proyecto: Lámpara LED dedoble lente, Countdown Timer

NUEVOS COMPRADORES – NOTA INFORMATIVASi le resulta difícil encontrar la revista en el pequeño kiosco del barrio, puedesuscribirse y recibir en casa la revista puntualmente cada mes. Para ellomire en el interior las páginas para la suscripción.

Renesas Technology lanza un manual de diseño “manos libres” Bluetooth Mitsubishi Electric.

AUDIO&VIDEO

20 Elektor

Simple chip paraControl de TonoPara usar con el sistema de altavoces multimediaDiseñado por T. Giesberts

Aunque nuestro sistema de altavoz activo se completó con el subwooferpublicado recientemente y la fuente de alimentación asociada, hemosañadido un pequeño extra para aficionados: un control detono/volumen/balance compacto, completado con una fuente dealimentación estabilizada de 15 V. Nuestro sistema de altavoz activoalcanza un importante lugar dentro de los equipos de este tipo.

Además, nos satisface enormemente el hechode que ahora nuestro sistema activo sí estárealmente completo.

Hemos intentado dar el control de tono tanuniversal como sea posible. Por lo tanto, el cir-cuito se puede usar como un complementopara un sistema HiFi, aunque también puede,simultáneamente, complementar nuestro sis-tema de altavoces activo.

Estas características nos llevan al uso deun circuito discreto. En lo que a calidad serefiere, un circuito discreto bien diseñado estáal borde de ser una solución integrada, peroaún así, el tamaño del circuito no aconsejacolocarlo con el resto del sistema. Por estarazón, para los amplificadores de satélites ysubwofer hemos optado por una solución deun simple chip.

El LM1036En el pasado los (pre)amplificadores no sepensaron para formar parte de sistemasHiFi, aunque hoy en día la calidad de esoschips deja bastante poco que desear.Debido a que cada vez es mayor lademanda y el incremento de la calidad delos sistemas mini y de las radios de auto-

AUDIO&VIDEO

21Elektor

Algo como un control de tono no es,por supuesto, esencial para usar conla mayoría de los altavoces de PC. Sin

embargo, cuando el sistema multi-media se usa para reproducir música,este equipo puede resultar muy útil.

Medidas(Todas las salidas tienen una carga de 10 k)

Rango control graves (volumen –40 dB) +15 dB / –15dB (20 Hz)Rango control agudos (volumen –40 dB) +16 dB / –13dB (20 kHz)Ancho de banda 16 Hz a 70 kHzRelación señal/ruido 78 dBA (entrada 250 mV)THD+N (B = 22 kHz, salida 250 mV) 0.04 % (a máxima ganancia)Ganancia máxima 0.6 dB (≈ 1.07 x)Nivel entrada máximo (salida 250 mV) 1.93 V (alimentación 14,43V, THD+N = 0,3 %)Nivel de salida máximo 0.75 V (THD+N = 0.3 %)Rango de tensión de alimentación 9 a 16 VCorriente de alimentación 46 mA

Curvas de respuestaEl gráfico A muestra la respuesta de frecuencia con los controles degraves y agudos en sus posiciones extremas; la curva del medio repre-senta la respuesta cuando los controles de tonos están en su posicióncentral. El control de volumen se colocó a –40 dB. Nosotros hemosmostrado de forma deliberada la respuesta entre 10 Hz y 200 KHz, asípodemos ver qué sucede fuera del espectro de audio. La segunda gráfica (B) muestra el efecto de la compensación sonora.Hemos medido el nivel de salida entre 20 Hz y 20 KHz y nueve nivelesde volumen diferentes, con –10 dB (a 1 KHz) entre cada paso. Nos-otros usamos una señal de entrada sensiblemente mayor (700 mV) yun filtro de paso/banda, de forma que el rango del control de volumense pueda ver más claramente. La curva superior se midió con el con-trol de volumen al máximo. La compensación sonora tiene el efectomás fuerte entre –50 a –60 dB. En la curva inferior (tensión de control0 V) la salida consta principalmente de ruido y es la razón por la queesto no es muy notable.

-90

+10

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

+0

dBr

A

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10kHz 020054 - 4 - B

-24

+24

-21

-18

-15

-12

-9

-6

-3

+0

+3

+6

+9

+12

+15

+18

+21

dBr

A

10 200k20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 50k 100k020054 - 4 - AHz

A

B

Figura 1. Pines y diagrama de bloques del LM1036 (cortesía de National Semiconductor).

móviles, se ha producido un considerableincremento de circuitos integrados debuena calidad.

Para nuestro montaje hemos elegido elLM1036 de National Semiconductor, un inte-grado DIL de 20 pines que contiene, conexcepción de un puñado de componentesexternos, un completo circuito estéreo debalance/tono/volumen y un control de nivel desonido conmutado separado. Todas las fun-ciones se controlan a través de tensiones con-tinuas (DC), por lo que no hay que preocu-parse del acoplamiento de ruido a través de

los cables que hay entre los poten-ciómetros y la PCB. El integrado sepuede usar con una tensión de ali-mentación entre 9 y 16 V (por lo tantotambién se podría usar una bateríade coche). Tiene un gran rango decontrol de volumen, 75 dB, y de con-trol de tono, ±15 dB.

Aunque el integrado no es de graneficiencia, su calidad es más quesuficiente aquí. De las figuras dadaspor el fabricante se obtiene que elaislamiento del canal es 75 dB, la dis-

torsión armónica total (THD) es0,06% y la relación señal/ruido 80 dB.Como puede verse, según esto, losdatos de algunas medidas de nuestroprototipo que se presentan al final dela sección no son exagerados.

La Figura 1 muestra los pines ydiagrama de bloques del LM1036.Todos los que estén interesados pue-den encontrar las características delintegrado en la página:

www.national.com/pf/LM/LM1036.html

Su sencillezEl circuito completo de la Figura 2ilustra lo sencillo que puede ser uncontrol de tono construido alrededordel LM1036. Aparte del integrado,sólo hay unas cuantas resistencias ycondensadores, algunos conectoresde entrada y salida y cuatro poten-ciómetros.Para hacer el circuito más versátilhemos añadido una entrada de mini-jack (K3) a las entradas de auricularnormales (K1, K2). Sólo se deberíausar uno de estos tipos de entrada,por otro lado, las señales se mezcla-rán por R1/R3 y R2/R4 y así, ambossonidos se oirán de forma simultá-nea.

Cada una de las salidas del canalizquierdo y derecho tiene un par depines soldados en la PCB, haciendomás fácil su conexión al altavoz dedos vías y subwoofer. En este parti-cular hemos dejado libertad para quecada uno escoja el tipo de conectorque desee.

Se requieren cuatro tensiones decontrol para controlar el volumen,agudos, graves y balance. Estas seobtienen de cuatro sencillos poten-ciómetros lineales (P1-P4). El extremofinal de estos se conecta a la tensiónzéner interna de 5,4 V (pin 17) ymasa, y el punto medio se conecta aVL, BL, BS y TR (pines 4, 9, 12 y 14).

Detalles del circuitoCada entrada de control se desacoplapor una red RC (R13-R16, C13-C16).El rango de control de agudos y gra-ves se fija usando un simple conden-sador por canal. Se trata de C5 y C6para las altas frecuencias y C9 y C10para las bajas frecuencias.

Son necesarios otros tres conden-sadores electrolíticos para desacoplartensiones generadas internamente

AUDIO&VIDEO

22 Elektor

LM1036

AC

BP2

AC

BP1

IC1OUT2

OUT1

IN2

IN1

CT2

CB

2

LCC

VLC

BSC

CT1

CB

1

ISD

TRC

BLC

19 13

11

10 20

18 16 15 17

ZV

12 147

2

3 5 6 1 4 9

8

C2

1μ

C1

1μ

C19

2μ2

C17

2μ2

C5

10n

C9

390n

C16

220n

C14

220n

C6

10n

C10

390n

C13

220n

C15

220n

C7

10μ63V

C8

10μ63V

C11

47μ25V

S1LOUDNESS

R11220Ω

R7220Ω

R10220Ω

R8220Ω

R21k

R11k

R41k

R31k

R6

1M

R5

1M

C3

1n

C4

1n

C12

10n

C18

100p

C20

100p

R12

100k

R9

100k

K2R

K1L

K3

R1347k

R1547k

R1447k

R1647k

R

L

R

L

ONOFFVOLUME

BASS

BALANCE

TREBLE

020054 - 4 - 12

REF

C21

100μ25V

16V max

2x 7V5

TR1

1VA8

32mA T

F1

B1

B80C1500

C30

47n

C29

47n

C27

47n

C28

47n

C25

100n

C22

100nC26

470μ40V

C23

10μ63VC24

10μ63V

R19

6k8

LM317

IC2

D1

POWER

R17

560Ω

R18

6k04

K4

+15V

+15V

+15V

(+5V4)

Figura 2. Debido a que todas las funciones de control están integradas en IC1, el circuito esun ejemplo de sencillez.

Tensión de alimentación

Aunque la tensión de alimentación nominal parael LM1036 es 12 V, nosotros decidimos usar 15V, porque el IC puede trabajar con señales deentrada de hasta 2 Vef a esta tensión de ali-mentación. Para ahorrar esfuerzo en la búsquedade una fuente de alimentación estabilizada de15 V, hemos añadido este circuito al diseño.

Nosotros usamos un LM317 (IC2) para elregulador de tensión, porque tiene mejorsupresión de rizado en la alimentación (típ. 80dB) que los reguladores estándares 78xx. Lasresistencias R17 y R18 fijan la tensión desalida a 15 V. Sin embargo, esto sólo se aplicaa los valores típicos (1,25 V entre la salida y laentrada de control, con 50 μA de corriente deajuste). Debido a las inevitables toleranciaspodemos encontrar que la tensión de salida denuestro prototipo era sólo 14,43 V. Si quere-mos obtener los 15 V de forma precisa, debe-ríamos variar un poco R18 (incrementa suvalor para una tensión de salida mayor).

El resto de la alimentación es un circuitoestándar: un condensador de suavizado (C26)y supresión de HF (C25), un puente rectificador(B1) con supresión HF (C27-C30), un transfor-mador y un fusible de red. El LED D1 se usacomo indicador de alimentación.

PCBLa Figura 3 muestra la PCB para el circuitode control de tono. La sección de la fuente dealimentación está en el lado derecho de laplaca; esta parte se puede cortar y separar dela PCB principal si la queremos montar en otraparte de la caja. Una gran separación físicaentre el procesamiento de señal y la secciónde alimentación siempre reduce cualquierposible interferencia.

La regla a aplicar para el montaje de com-ponentes es la normal: primero los compo-nentes bajos y después los altos, y la aplicare-mos especialmente a la sección de la tensiónde alimentación. Deberíamos colocar en pri-mer lugar el transformador y el puente rectifi-cador, pero eso dificultaría enormemente elmontaje de los condensadores C27, C28 y C29.En la lista de componentes aparece un trans-formador de 1,8 VA de la casa Gerth, perocomo éste tiene un footprint estándar, podrí-amos usar uno de 1,5 VA.

El ensamblado de la sección del control detono no debería llevarnos mucho tiempo. Nohay muchos componentes y la PCB está bienorganizada. Todas las conexiones están clara-mente etiquetadas y colocadas lógicamente:las entradas en un lado, las salidas en el con-trario y las conexiones para los potenciómetros(Agudos, Balance, Volumen, Graves, Masa ( )y Ref) están divididas en el resto de lados.

(C7, C8 y C11). C1 y C2 desacoplanlas entradas de posibles tensiones deoffset. A la mínima impedancia deentrada del IC (20 K) la frecuencia a laque comienza a notarse la atenuaciónestá alrededor de 8 Hz. Los conden-sadores de salida (C17 y C19) tienenun valor mayor que C1 y C2 porque laimpedancia de carga total del sistemade dos vías y el sub-woofer es deunos 6,4 K. Los condensadores C18 yC20 se han añadido para suprimiroscilaciones de HF internas cuando lasalida sólo se carga sensiblemente.

Como ya mencionamos anterior-mente, el IC contiene una etapa decompensación que nos da una etapade compensación sonora que incre-menta la amplificación a bajas y altas

frecuencias a configuraciones conbajo volumen (nos referimos a lacurva de respuesta B). Cuando laentrada del ‘control de compensaciónde sonoridad’ (pin 7) está conectada ala referencia del zéner interno (pin17), el efecto es el corte. La funciónse activa conectando el pin 7 a laentrada (pin 12) de ‘control de volu-men’. Nosotros hemos incluido uninterruptor para esto en el circuito,porque asumimos que a todos los afi-cionados les gustaría tener esta fun-ción sonora en on y off. También esposible colocar un conector de 3pines en la PCB, si queremos hacerlomás sencillo y colocar un jumper paraponer a ‘on/off’ dicho efecto de formapermanente.

AUDIO&VIDEO

23Elektor

(C) ELEKTOR020054-4

B1

C1 C2

C3 C4

C5 C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

C17

C18

C19

C20

C21

C22

C23

C24

C25

C26

C27

C28

C29

C30

D1

F1

H1 H2

H3H4 H5H6

H7 H8

IC1

IC2

K1 K2

K3

K4

OUT1 OUT2 OUT3 OUT4

OU

T5

R1 R2

R3 R4R5 R6

R7R8

R9

R10R11 R1

2

R13R14

R15

R16

R17R18 R19

S1

TR1

020054-4

OFFON

Loudness

16Vmax

+0

~~

T

Balance Volume

Bass

Treble32mA/T

Ref

TTTT

L R

RRLL0+

(C) ELEKTOR020054-4

Figura 3. Cara de pistas y componentes de la PCB. La sección de alimentación sepuede separar del resto (placa disponible en el Servicio de Lectores).

Anteriormente ya mencionamos el inte-rruptor de sonoridad S1, en nuestro prototipousamos un conector y un jumper para haceresto. Las conexiones de alimentación se hande colocar tan cerca como sea posible paradesacoplar los condensadores C12/C21 y lassalidas. La Figura 4 muestra nuestra placade prototipo. La elección de la caja se deja allector. Hay muchas cajas disponibles quepueden acomodar ambas PCBs y los cuatropotenciómetros. Recuerde que tenemos queusar un cable de red adecuadamente apan-tallado y un pequeño racord para que entre ala caja y la regleta K4 no sufra tensionesmecánicas.

Cuando hayamos colocado el circuito debe-ríamos poner una etiqueta identificativa quemuestre el número de la PCB y el valor delfusible de red.

Una gran ventaja de este circuito es que lascuatro entradas de control se atacan con unatensión continua, lo cual significa que la señalde audio no va hacia y desde los potencióme-tros. En la práctica esto significa que en elcableado de los potenciómetros no se requierecable apantallado, por lo que puede usarse unsimple cable ordinario. Por lo tanto el cableadono es crítico y no hay que preocuparse de lasinterferencias de la red.

(020054-4)

AUDIO&VIDEO

24 Elektor

Figura 4. El montaje de la placa debería ser bastante fácil.

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1-R4 = 1kR5,R6 = 1MR7,R8,R10,R11 = 220ΩR9,R12 = 100kR13-R16 = 47kR17 = 560ΩR18 = 6k04R19 = 6k8P1-P4 = 47k lineal (mono)

Condensadores:C1,C2 = 1 μF, MKT, separación de

pines 5 ó 7,5 mmC3,C4 = 1nFC5,C6,C12 = 10nFC7,C8,C23,C24 = 10μF 63V radialC9,C10 = 390nFC11 = 47μF 25V radialC13-C16 = 220nFC17,C19 = 2μF2 MKT (plástico

metalizado), separación de pines 5ó 7,5 mm

C18,C20 = 100pFC21 = 100μF 25V radialC22,C25 = 100nF cerámico

C26 = 470μF 40V radialC27-C30 = 47nF cerámico

Semiconductores: B1 = B80C1500 encapsulado

rectangular (80V piv, 1.5A) (~+~–)D1 = LED, alta eficienciaIC1 = LM1036N (National

Semiconductor)IC2 = LM317 (encapsulado TO-220)

Varios: K1, K2 = conector audio, montaje

PCB, por ejemplo, T-709G(Monacor/Monarch)

K3 = conector jack estéreo 3,5 mm,montaje PCB

K4 = regleta de 2 vías, montaje PCB,separación de pines 7,5 mm

S1 = conmutador, 1 contactoconmutado

F1 = fusible, 32 mA/T (retardado)con portafusibles para montajePCB

TR1 = transformador de red,secundario 2 x 7,5 V a 1,8 VA (por ejemplo Gerth tipo 304.15-2)

PCB, código de pedido 020054-4(ver Página Servicio de Lectores)

Este amplificador finalestá basado en un diseñode la casa Phillips quedata de finales de los añoscincuenta, con unas pocasmodificaciones sugeridaspor Claus Byrith. Estasmodificaciones consistenen una fuente de alimen-tación separada para latensión negativa de rejillaen las válvulas EL34, unajuste de tensión ACbalanceado para la etapade salida, un pentodoEF86 cableado como sifuese un triodo en la etapadel preamplificador, y unareducción en la cantidadde realimentación nega-tiva total (20 dB). En Inter-net se han publicado dosdocumentos que hacenreferencia a este tema ydescriben el diseño en

AUDIO&VIDEO

25Elektor

Amplificador Final a Válvulas35 vatios a partir de un diseño sin floriturasDiseñado por Bob Stuurman

Este amplificador de potencia a válvulas tiene un diseño en “push-pull”que utiliza dos válvulas EL34s (o sus equivalentes para Estados Unidos,6CA7). Para evitar problemas con los montajes de prototipos el diseñoes lo más sencillo posible. La potencia de salida sobrepasa ampliamentelos 35 vatios, con una baja distorsión y un amplio rango de frecuencias detrabajo. Este amplificador proporciona una excelente reproducción desonido cuando se utiliza con un par de altavoces de buena calidad y unaeficiencia razonable, lo que demuestra que un diseño sencillo, con unasespecificaciones convencionales, puede hacernos temblar al escuchar unamelodía musical.

detalle. Si está realmente interesado en estamateria (ver apartado “Referencias”) le reco-mendamos su lectura.

Puesto que el circuito actual está muy biendocumentado, nos limitaremos a una brevedescripción del circuito en este artículo. Sinembargo, sí tenemos algo que añadir sobre losdetalles del diseño menos conocidos, ya queproporcionan una buena perspectiva sobre losproblemas asociados con los amplificadoresfinales de válvulas montados en “push-pull” ycon las soluciones disponibles.

En la primera parte del artículo haremosreferencia a los aspectos teóricos del diseño,mientras que en la segunda parte del mismocentraremos nuestra atención sobre su mon-taje. Como este proyecto es un montaje DIY(bastante mejor que un simple kit de montaje),ciertas partes del mismo se describirán másdetalladamente.

Esquema eléctricoLa Figura 1 representa el esquema eléctricocompleto de un amplificador final a válvulas

de un solo canal. Existen tres ten-siones de alimentación: una tensiónpositiva muy elevada de + 440 V,una tensión negativa de rejilla de –55 V y una tensión de filamentos de+ 6,3 V. Se han utilizado circuitos defilamentos independientes para elseparador del preamplificador/fase(Fil1 y Fil2) y para las válvulas desalida (Fil3 y Fil4). Los filamentosestán conectados de forma simétricaal circuito de masa a través de lasresistencias R28 y R29.

Las válvulas de salida están fun-cionando en el modo “muy lineal”,que se consigue conectando suspantallas de rejilla a la derivación enlos bobinados de ánodo del transfor-mador de salida, por medio de unaresistencia de 1 K. Debido a la reali-mentación negativa interna que seproduce a través de la pantalla derejilla, los pentodos muestran unascaracterísticas de funcionamientocomprendidas entre las de un triodo

y las de un pentodo normal. Su impe-dancia interna se ha reducido prácti-camente al mismo valor que la de untriodo, al mismo tiempo que dismi-nuye la distorsión a los niveles de lostriodos. Sin embargo, la potencia desalida también cae alrededor de un65% de la que proporciona una etapade salida con pentodos puros.

En lugar de obtener una tensiónde rejilla negativa para las válvulas desalida, partiendo de la caída de ten-sión en los extremos de las resisten-cias de cátodo, hemos utilizado unatensión de alimentación indepen-diente para la rejilla. Esto evita que elpunto de funcionamiento de las vál-vulas se desplace durante su funcio-namiento. La magnitud de la tensiónde rejilla negativa para las válvulas desalida puede ajustarse utilizando elpotenciómetro P2 (“corrientes DC”),mientras que el centrado de la ten-sión DC puede ajustarse mediante elpotenciómetro P3.

AUDIO&VIDEO

26 Elektor

R4

47k

R5

390Ω

R6

100Ω

R2

1M

R1

1M

R8

27k

R10

1k

R11

1M

R13

82k

R12

150k

R14

150k

R16

390k

R17

47k

R18

47k

R19

390k

R24

10Ω

R25

10Ω

R26

1k

R27

1k

R3

4k7

R9100k

R2310k

R7

3k3

R202k2

R212k2

R1515k

R22100Ω

R28

100Ω

R29

100Ω

C1

470n

C10

100n

C9

100n

ECC83

V2

8

7

6 1

2

3

C5 680p

C6

220n

C2

100nC4

100p

C7

470n

C12

220n

C13

220n

C14

470n

C3

10μ

C8

10μ

D1

200V

C11

470μ

20k

P3

10k

P2

50k

P1

EL34

V3

8

4

3

5

1

EL34

V4

8

4

3

5

1

EF86

V1

3

1

6

9

8

V1

4

5V2

94 5

V3

2

7V4

7

2

LS –

LS +

8 ΩLS1Tp0

TpV3

TpV4

0V

+440V

+440V

LS –

LS +

0V

– 55V

– 55V

6V3Fil 1, 2

6V3Fil 3, 4

020071 - 11

185V 420V

320V

1V1

87V

320V

85V **

zie tekst*see text*

siehe Text*voir texte*

1k

R30

V3g

Tr+

V4g

V3a

V4a

Fb+

Fb0

Tr1

*

Figura 1. Esquema eléctrico del amplificador final a válvulas.

El separador de fase proporciona unaganancia de, aproximadamente, 26 veces, loque significa que se necesita un nivel de 1Ven la rejilla de V2a para controlar totalmentela etapa de salida. La alta resistencia de laresistencia de cátodo (R13) proporciona unabaja distorsión y una alta tensión de cátodo(alrededor de 87 V), lo que permite que la reji-lla de V2a pueda controlarse directamentedesde el ánodo de las válvulas EF86 del pre-amplificador, sin necesidad de utilizar uncondensador de acoplo.

El preamplificador está cableado como untriodo al conectar la malla de la rejilla alánodo, ya que no se necesita la alta ganan-cia que se puede obtener con el pentodo.Esto reduce el factor de ruido al de un triodo,al mismo tiempo que se mantiene el buenapantallamiento interno y se suprimen lascaracterísticas microfónicas provenientes deesta válvula.

Se necesita un nivel de señal de 60 mVen la rejilla de la válvula EF86 para controlartotalmente la etapa de salida. Debido a los20 dB de realimentación negativa propor-cionada por las resistencias R6 y R7, el nivel

La etapa de salida funciona enmodo “Clase A” para pequeñasseñales, pero se desplaza de formaincremental hacia un funciona-miento en “Clase B” a medida queel nivel de la señal también se incre-menta. Asimismo, el consumo decorriente se incrementa a medidaque las señales son más grandes. Elpunto de funcionamiento puederegularse dentro de unos ciertoslímites ajustando el tamaño de latensión negativa de rejilla. Como seha utilizado una tensión de alimen-tación independiente para la ten-sión negativa de rejilla, la tensión dealimentación total de ánodo estápresente en los extremos de las vál-vulas de salida.

Los cátodos están conectados a lamasa de la señal a través de unaresistencia de 10 Ω (R24 y R25). Lastensiones en los extremos de estasresistencias son proporcionales a lascorrientes que pasan a través de lasválvulas (10 mV/mA).

Se han proporcionado tres puntosde prueba para alinear el circuito. Así,TP0 es la masa del circuito, mientrasque TPV3 y TPV4 son los puntos deprueba de alineamiento para las vál-vulas V3 y V4, respectivamente.

Las válvulas EL34 proporcionanuna potencia de salida máximacuando la tensión en la rejilla de con-trol es de, aproximadamente, 26 V.Este nivel de control puede propor-cionarse fácilmente por medio de unseparador de fase. El separador defase es un modelo que tiene los cáto-dos conectados juntos y la rejilla delsegundo triodo (V2b) conectado amasa para señales AC, por medio delcondensador C6. Como el triodo V3aestá controlado por la rejilla y eltriodo V2b por el cátodo, existe unapequeña cantidad de señal no balan-ceada, en las magnitudes de voltiosde AC, sobre los ánodos. Estas ten-siones pueden ajustarse a un valorexacto utilizando el mismo potenció-metro P1 (“balance AC”).

AUDIO&VIDEO

27Elektor

Especificaciones del AmplificadorImpedancia de Entrada: 1 MSensibilidad de Entrada: 600 mVImpedancia Nominal de los Altavoces: 8 Ω (4 Ω opcional)Potencia de Salida Máxima: 39 W sobre 8 ΩAncho de Banda con 1 W: 5 Hz – 40 kHzTHD + Ruido (1 W/8 Ω, 1 kHz): 0.06% (B = 80 kHz)Relación Señal/Ruido: 62 dB (B = 22 kHz)

88 dB (con carga)

Prestaciones En este apartado se muestran algunos resultados de las medidasrealizadas. Así, la figura A muestra la distorsión armónica en fun-ción de la frecuencia. La curva inferior fue tomada con un nivelde potencia de salida de 1 W, mientras que la curva superior seestableció con 27 W de salida. Especialmente la curva de 1 W esmuy aceptable y representa un nivel de potencia típica paraaquellos que escuchan música. La figura B, que es mucho másirregular que la anterior, muestra un análisis FFT (TransformadaRápida de Fourier) con una señal de 1 KHz y con un nivel depotencia de salida de 1 W. El equipo de medida ha suprimido laseñal senoidal de 1 KHz y los picos que quedan representan ladistorsión residual del amplificador. No debemos alarmarnos alobservar esta figura, ya que, debido al amplio rango dinámico delanalizador (150 dB), proporciona una impresión exagerada de lasituación actual. Las componentes más importantes son los picosde distorsión para 2 y 3 KHz, los cuales están localizados a – 77 y– 90 dB, respectivamente. Para un diseño relativamente sencilloque utilice válvulas y transformadores de salida, se trata de unresultado muy bueno. La hendidura que se produce a 50 Hz laprovoca la oscilación residual de la tensión de alimentación y notiene nada que ver con el espectro de distorsión.

0.01

10

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

1

2

5

%

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10kHz 020071 - 15

-150

+0

-140

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

dBrA

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10kHz 020071 - 16

A

B

de entrada necesario para controlar total-mente la etapa de salida es de 600 mV. Coneste nivel, la potencia de salida es de 39 W.El amplificador comienza a emitir pequeñossonidos con un nivel de entrada de 0,7 V, loque se corresponde con una potencia desalida de unos 46 W.

La frecuencia resonante del transforma-dor de salida, debido a su pérdida de induc-tancia es de, aproximadamente, 80 kHz. Aesta frecuencia la ganancia de lazo abiertodebe ser lo suficientemente pequeña paraasegurar que el amplificador permanezcaestable. La ganancia necesaria la suministrael condensador C4 y la resistencia R8, conuna pequeña ayuda del condensador C5. Losvalores de estos componentes se determina-ron experimentalmente usando señales deonda cuadrada.

Cuando se enciende el amplificador, latensión continua elevada y la tensión nega-tiva de rejilla están presentes casi inmedia-tamente. Sin embargo, los filamentos debende calentarse antes de que cualquiercorriente pueda pasar a través de las válvulas.Así, se ha incluido el diodo D1 para evitarque pueda aparecer una tensión elevadaexcesiva en el ánodo y en la pantalla de larejilla de la válvula EF86. Este circuitoalcanza su estado normal de funcionamientodespués de unas decenas de segundos, conuna tensión de, aproximadamente, 185 V enlos extremos del diodo D1.

Se han utilizado resistencias de supresiónde radiofrecuencia para el control de las reji-llas de todas las válvulas. Estas resistenciasestaban presentes en el diseño original, por loque también las hemos mantenido en nues-tro circuito.

En el diseño original los condensadoresde acoplamiento de pantalla para las válvu-las de salida (C9 y C10) tenían un valor de470 nF, pero se demostró que la corriente através de las válvulas de salida tenía unasfluctuaciones mucho más grandes a fre-cuencias muy bajas (entre 0,2 y 0,5 Hz), lascuales también estaban presentes en losaltavoces de salida. Esto era debido proba-blemente a las pequeñas variaciones en latensión negativa de rejilla. Puesto que estasfluctuaciones tienen una pequeña amplitud yya que el transformador de salida tiene unagran autoinductancia, dichas fluctuacionesno son bloqueadas por el transformador desalida y encuentran el camino para llegarhasta la entrada del amplificador a través dela red de realimentación negativa. Este fenó-meno ha sido reducido a un nivel aceptabledisminuyendo el valor de los condensadoresC9 y C10 a 100 nF. Esta modificación notiene ningún efecto audible en la reproduc-ción de las bajas frecuencias.

La fuente de alimentaciónLas buenas características del ampli-ficador final a válvulas son en partedebidas a su robusta fuente de ali-mentación. El transformador toroidalde la casa Amplimo, del tipo 7N607,cuyo peso ronda los 3,5 kg, puede pro-porcionar 340 V sin problemas conuna corriente de 700 mA. Después delproceso de rectificación y de filtradose pueden conseguir más de 400 mAsobre una tensión de 440 V, disponi-bles para el amplificador. El bobinadopara la tensión negativa de pantallasuministra 40 V con una corriente de

100 mA, lo que nos permite obteneruna adecuada tensión de 55 V des-pués de los procesos de rectificacióny filtrado. La corriente total para losfilamentos sobre las válvulas es deunos 7 A, pero como la carga en elbobinado de alta tensión es bastantemás pequeña y prácticamente no seconsume potencia para el bobinadode la tensión de pantalla, esto nosupone ningún problema.

La Figura 2 muestra el esquemaeléctrico de la fuente de alimentación.Cuatro diodos conectados en una con-figuración de puente rectificador seencargan de rectificar la tensión ele-

AUDIO&VIDEO

28 Elektor

D5

D7

D6

D8

BYW96E

C5 C6

C7C8

4x

D1

D3

D2

D4

1N4007

C1 C2

C3C4

C11

470μ

C10

470μ

C9

470μ

D10

1N4007

D9

1N4007

R2

47k

R1

47k

C12

100n

315mA FF1

0V

+440V

– 55V

+440V

– 55V

4x

340V

40V

020071 - 12

4x 100n

4x 100n

Figura 2. Esquema eléctrico de la fuente de alimentación.

paso/bajo, formado por la inductancia residualy la impedancia de carga, crea un tiempo deretardo. La diferencia de fase resultante entrelas señales de entrada y de salida se incre-menta con el aumento de la frecuencia. Por lotanto, la señal de salida se retrasa cada vezmás, por detrás de la señal de entrada, amedida que aumenta la frecuencia. A 20 kHzla diferencia de fase puede ser ya de 14 grados.Ni que decir tiene que esto puede tener seriasconsecuencias para la reproducción de señalesrectangulares, aunque afortunadamente existeuna técnica para enfrentar el problema de laatenuación de las señales de alta frecuencia yel incremento de la diferencia de fase a fre-cuencias elevadas: la realimentación negativa.

Volviendo al transformador de salida (verFigura 3), hemos visto que la inductancia Ls yla capacidad Cw también forman un circuitoresonante, de manera que se produce un rápidoincremento del ángulo de fase cuando la fre-cuencia de la señal pasa a través de la frecuen-cia resonante de este circuito. Esto puede hacerque el amplificador se comporte de una manera

vada. Los diodos tienen un rango decorriente de funcionamiento de 60 A.En paralelo con los diodos se hanconectado condensadores para lasupresión de interferencias. Como esprácticamente imposible crear con-densadores electrolíticos de filtrado dealta tensión con una gran capacidad,se han conectado un par de conden-sadores electrolíticos de 470 μF y 400V en serie, de manera que pueda con-seguirse la capacidad efectiva de 235μF. Los diodos D9 y D10 evitan que loscondensadores lleguen a tener unatensión negativa en sus extremoscuando el amplificador se desconecta.Las resistencias R1 y R2 dividen latensión presente en los extremos delos condensadores y descargan losmismos durante varios minutos, des-pués de que el amplificador haya sidodesconectado. El condensador C12proporcionada el correspondiente des-acoplo para señales de radiofrecuen-cia. Un fusible rápido (F) de 315 mA seencarga de la protección, actuandocomo salvavidas para las válvulas desalida si la tensión negativa de rejillallega a ser demasiado pequeña(menos negativa).

Transformador de salidaEn un amplificador de válvulas ”push-pull”, el componente más importante,el más crítico y, de forma invariable,el más difícil de obtener, es el trans-formador de salida. El diseño originalde la casa Phillips utilizaba un trans-formador de salida que tenía 10 bobi-nados primarios conectados en seriecon ocho bobinados secundariosentremezclados entre los bobinadosdel primario. Los bobinados secunda-

rios podían estar conectados tanto enuna configuración en serie como enparalelo, de modo que se pudiesenobtener las impedancias de entrada yde salida deseadas. El tamaño realsería enorme para un transformador ypodemos estimar que, seguramente,pesaría más de 5 kg.

Nuestros lectores pueden pregun-tarse: ¿por qué fue necesario utilizarun transformador bobinado de unamanera tan complicada? La razón esque la capacidad de un transforma-dor para que una señal senoidal pasea su través decrece a medida que lafrecuencia de la señal se incrementa,incluso con los transformadores demejor calidad, la caída a 25 kHz es yade unos 0,5 dB.

La Figura 3 ilustra el circuitoequivalente de un transformador con-trolado por una válvula electrónica. Laparte (a) muestra la situación a muybajas frecuencias. En este caso, laautoinductancia del primario debe serelevada para poder limitar la corrientey permitir que se genere el suficienteflujo magnético sin llegar a la satura-ción. La parte (b) muestra la situacióna frecuencias medias, donde se esta-blece una alta impedancia. Por sulado, la parte (c) presenta el compor-tamiento a altas frecuencias, donde laseñal es atenuada por la inductanciaresidual (Ls) y la capacidad producidapor el entre-bobinado. La inductanciaresidual aumenta al mismo tiempoque lo hace el flujo magnético resi-dual, como resultado del acopla-miento incompleto entre los distintosbobinados.

El paso de la señal a través deltransformador se realiza en una ciertacantidad de tiempo, ya que el filtro

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29Elektor

Rw

transformer

valve

Ri

Uout

μUg

a

transformer

valve

Ri

Uout

μUg

b

Cw

transformer

valve

020071 - 13

Ri

Uout

μUg

c

LA

LS

Figura 3. Circuito equivalente del transformadorde salida a varias frecuencias.

Especificaciones Básicasdel LL1620PPRelación de vueltas entre primario y secundario: 4 x 19.2 / 8 x 1Resistencia DC del bobinado primario: * 308 Ω (4 x 77 Ω)Resistencia DC del bobinado secundario: 0.4 Ω(media por bobinado)Autoinductancia del bobinado primario: 300 HAutoinductancia del bobinado secundario: * 13 mHImpedancia del primario en este diseño: 6 kImpedancia del secundario en este diseño: 4 Ω u 8 ΩEntrehierro: 25 μmPérdidas del transformador a 62 W: 0,2 dBPeso: 2.5 kgs

* Todos los bobinados están conectados en serie.

inestable. En consecuencia, la ganancia del lazoabierto de un amplificador con realimentaciónnegativa debe atenuarse, de modo que el pro-ducto de la ganancia por la realimentación (A xß) sea menor de 1 a dicha frecuencia. Si elamplificador debe tener un ancho de bandaamplio, es esencial para el transformador desalida tener una frecuencia resonante lo sufi-cientemente elevada. Esto requiere que lainductancia residual y la capacidad del bobi-nado sean pequeños, lo cual sólo se puede

alcanzar utilizando complicados méto-dos de bobinado (tales como el métodousado en el transformador de salida dela casa Phillips mencionado anterior-mente). Por supuesto, este tipo detransformadores no son nada baratos.

Después buscar afanosamente,hemos encontrado un transformadorde salida para válvulas suficiente-mente adecuado para el diseño delamplificador Phillips modificado. Este

transformador es el modelo LL 1620PPde la compañía sueca Lundahl. Estetransformador tiene un núcleo en “C”hecho de un tipo especial de hierro,con dos bobinados primarios y cuatrobobinados secundarios en cadaextremo. Las dos mitades del núcleose han mantenido apretadas una conotra en la trama del transformador conuna cinta soldada. La versión “push-pull” de este transformador (tambiénestán disponibles versiones para utili-zar en amplificadores con una únicasalida) tiene un pequeño entrehierro(25 μm), de manera que se crea unpequeño balanceo en las corrientescontinuas (DC) a través de los bobina-dos primarios, que puede tolerarse sinproducir una gran reducción en laautoinductancia del primario. Los cua-tro primeros bobinados están conec-tados de forma simétrica en serie, conpuntos de apantallamiento en el puntocentral de los bobinados, que puedenconectarse a las mallas de las rejillasdel pentodo de salida de la válvulapara que funcione en el modo “ultrali-neal”. Los ocho bobinados secundariospueden conectarse en serie o en para-lelo de varias formas, de manera quese pueda proporcionar una impedan-cia de salida de 4 u 8 Ω. Con 13 mH, lainductancia residual del transformadorLL 1620PP es algo elevada, pero esinevitable con una inductancia del pri-mario tan elevada (no menos de 300H). Como en la versión modificada delamplificador la ganancia del lazoabierto y la realimentación negativa sehan reducido, el conjunto permaneceestable a pesar de la inductancia resi-dual relativamente elevada.

Las especificaciones más impor-tantes del transformador se muestranen el apartado “Especificaciones Bási-cas del LL 1620PP”. En la Figura 4ase muestran las dimensiones del trans-formador. Las placas de la casa Paxo-lin, cuyos terminales están numeradostal y como se muestra en la figura,están fijadas a ambos lados de losbobinados. En la Figura 4b se mues-tra el diagrama de bobinado del trans-formador. Cada bobinado primario estácolocado en forma de “bocadillo” entredos bobinados secundarios

Para que el uso del transformadorsea más sencillo y reducir los erroresen el conexionado, el autor de estemontaje ha diseñado tres pequeñasplacas de circuito impreso para reali-zar las conexiones hacia el transfor-

AUDIO&VIDEO

30 Elektor

1 2 3 4 5 6 7 8

78 85

53

90 110

26 25

3 1 4 2 6 8 5 7

23 1516 2425 1726 1811 1920 1213

11

21

outer inner

14 22

24 23 22 21 20 19

18 17 16 15 14 13 12 11

outer inner

Primary connections Secondary connections

4 x M4Mounting holes

Bottom view

Coil 1 Coil 2

121314

15161718

19202122 R30

Fb+

Fb0

1k

23242526

1

2

3

4

5

6

7

8

11121314

15161718

19202122

23242526

*

R30

Fb+

Fb0

1k

*

Tr+

AG

A

G

**

a

b

c

d e

020071 - 14

LL1620PPPRINT C

8 ohm

*

11

R30

LL1620PPPRINT B

4 ohm

*

11

R30

1

Tr+

G*

A*

G

A

LL16

20PP

8

Figura 4. El transformador LL 1620PP: (a) dimensiones y terminales, (b) esquema delbobinado del transformador, (c) conexiones del bobinado primario y diagrama de pistas de laplaca de circuito impreso opcional, (d y e) conexiones del bobinado secundario y diagrama depistas de la placa de circuito impreso opcional para altavoces de 4 Ω (d) y de 8 Ω (e).

En la Figura 4d se muestra el diagrama depistas de la placa de circuito impreso y lasconexiones para el montaje de un altavoz de4 Ω (debemos señalar que hay que realizar dosenlaces con hilos en la cara inferior de laplaca, marcados con dos pequeñas líneas). Porsu parte, la Figura 4e nos muestra el dia-grama de pistas de la placa de circuitoimpreso y las conexiones para una impedan-cia de altavoz de 8 Ω. En este caso, tan sólohay un enlace con hilo. Ambas configuracio-nes incluyen un puente resistivo de 1 K en lasalida (R30). Esta resistencia proporciona unacierta cantidad de protección para el transfor-mador de salida si no tenemos ningún altavozconectado al mismo. También proporciona laestabilidad del amplificador con una cargacapacitiva, la cual puede estar presente si uti-lizamos un cable largo para el altavoz.

Los terminales para el secundario del trans-formador se han creado llevando los terminalesesmaltados de los bobinados fuera de la placaterminal. Si utilizamos una de las placas de cir-cuito impreso mostradas en la figura para lasconexiones de 4 o de 8 Ω, tendremos que doblarlos terminales secundarios de manera plana,colocarlos contra el ancho de las pistas, sobre laplaca, y soldarlos en su lugar correspondiente.

En la siguiente entrega de este artículodescribiremos el montaje del amplificador.Puesto que este proceso conlleva un ciertonúmero de imágenes, en este artículo se indi-can de algunas de las prestaciones medidasen el comportamiento del amplificador (verapartado “Prestaciones”).

(020071-1)

Referenciaswww.lundahl.se– amplifier_30wpp.pdf– appendix_cb.pdfwww.amplimo.nl

mador. Estas placas no están dispo-nibles en nuestro Servicio de Lecto-res, pero si queremos fabricarlas nos-otros mismos podemos bajarnos eldiagrama de pistas de la página webde Elektor (número de referencia0200711-1). Sin embargo, tampocoes demasiado difícil realizar el cone-xionado del transformador al circuitode forma manual. Las conexionesnecesarias se muestran al lado decada uno de los diagramas de cone-xionado de cada placa de circuito.

Para cada una de las placas deeste circuito, el transformador estálocalizado en la “cara de componen-tes” de la placa. Los números de lasplacas (1, 8 y 11) se corresponden conlos números de los terminales que semuestran en la Figura 4a.

En la Figura 4c se indican lasconexiones y los diagramas de cone-xionado de las placas de circuitoimpreso para el bobinado primario.Sencillamente tendremos que colocarla placa de circuito impreso sobre losterminales del transformador y sol-darlos en su correspondiente lugar.Las conexiones están marcadascomo sigue: tensión de alimentación= Tr +, ánodos = A /A*, apantalla-mientos de rejillas G / G*. El asterisco(*) nos indica el punto donde se ini-cia el bobinado.

En el diseño original de la casaPhillips las tomas para el apantalla-miento de las rejillas se tomaron en elpunto correspondiente al 40 % delbobinado, medido desde la parte cen-tral. En nuestro diseño, la proporciónes del 50 %, lo que hace que la etapade salida se desplace más hacia elfuncionamiento en comportamiento

como triodo y que la potencia desalida sea algo más baja. Para podermantener el acoplamiento entre elbobinado del ánodo y el apantalla-miento de las rejillas, las distintas par-tes del bobinado se han mantenido lomás cerca posible. Así, los bobinadosen el mismo extremo del transforma-dor han sido adaptados juntos.

El transformador tiene ocho bobi-nados secundarios, los cuales pue-den conectarse juntos tanto en seriecomo en paralelo, de distintas mane-ras, de modo que se pueda obtenerla impedancia de secundarios dese-ada para los altavoces (de 4 u 8 Ω),así como la impedancia de primariorequerida (6,0 k). En la configuraciónde 4 Ω, dos conjuntos de bobinadossecundarios están conectados enserie, mientras que en la versión de8 Ω debemos tener tres conjuntosconectados en serie.

AUDIO&VIDEO

31Elektor

MICROCONTROLADOR

32 Elektor

Una distinción que frecuentemente seesgrime entre microcontroladores y PLCs(Controladores de Lógica Programable) esque estos últimos se usan en aplicaciones decontrol industrial, en particular esto significaque tendremos una tensión de 24 V. Tam-bién, el circuito estará protegido contra pola-

ridad inversa, picos de tensión y cor-tocircuitos.

También encontramos una grandiferencia en el software: un PLC eje-cuta un programa monitor, el cual con-trola la secuencia de eventos ejecuta-das. Esto facilita, entre otras cosas, el

uso de interrupciones, temporizadoressoftware y el trato de varios protocolos(normalmente RS-232 o bus CAN).

El programa de usuario siempre seejecuta cíclicamente en un periodode tiempo fijado. Esto asegura que elcomportamiento de la temporizacióndel controlador es predecible. Un pre-rrequisito importante a considerar enlos bucles son ‘las esperas durante laocupación’: sólo el bucle del pro-grama principal puede comprobar siha ocurrido un evento particular.

Se sugieren varios métodos paraprogramar PLCs, tales como el ‘dia-grama en escalera’ (la cual parece ungrupo de interruptores interconecta-dos) o como una ‘lista de instruccio-nes’ (la cual parece más un códigofuente en ensamblador). El programade usuario está almacenado en elPLC en memoria flash y se ejecutaautomáticamente cuando aplicamostensión de alimentación.

¿Qué es mejor un micro-controlador o un PLC?

No hay una respuesta clara a estacuestión. Los sistemas basados enmicrocontrolador son considerable-mente más flexibles, pero requieren

Pico PLC¿Microcontrolador o Controlador Lógico Programable?

Diseñado por H Gebhard, DF2DS

Hay fuertes similitudes entre esos dispositivos para controlar equipos yel circuito descrito aquí. Nosotros enfatizaremos las diferencias parapoder hacer distinciones con mayor facilidad. El Pico PLC sólo utilizacomponentes estándares y las herramientas de software necesarias estándisponibles de forma gratuita en Internet para usuarios privados.

MICROCONTROLADOR

3310/2002 Elektor

12

34

56

78

910

K1

C1

100n

R18

10k

+5V

+5VD

17

1N4148

+5V

D1

R9680Ω

R11k8

D2

R10

680Ω

R21k8

D3

R11

680Ω

R31k8

D4

R12

680Ω

R41k8

D5

R13

680Ω

R51k8

D6

R14

680Ω

R61k8

D7

R15

680Ω

R71k8

D8

R16

680Ω

R81k8

R1910k

R2010k

R2110k

R2310k

R2210k

R2410k

R2510k

R261k

IC5.D

109

78IC5.C

1211

56IC5.B

1413

34IC5.A

1615

12IC6.D

109

78IC6.C

1211

56IC6.B

1413

34IC6.A

1615

12

IC7.D

109

78IC7.C

1211

56IC7.B

1413

34IC8.D

109

78 IC7.A

1615

12IC8.C

1211

56IC8.B

1413

34IC8.A

1615

12

PIC

16F84

OSC

2

IC1

OSC

1

MC

LR

RA

4

RA

1

RA

0

RA

2

RA

3

RB

0

RB

1

RB

2

RB

3

RB

4

RB

5

RB

6

RB

7

18 17

13 12 11 10

1615

14

13

9876

2 4

5

+12V

+12V

7x 10k1

23

45

67

8

R27

74LS151

IC2

MU

X1110

12 13 14 15

EN

16

7 321

6 5 9

4

3 2 1 0

2 0

7 6 5 4

G07

8

RE1

D25

1N4148

D20

R31

4k7

+12V

RE2

D26

1N4148

D21

R32

4k7

+12V

RE3

D27

1N4148

D22

R33

4k7

+12V

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

D16

RE4

D28

1N4148

D23

R34

4k7

+12V

RE5

D29

1N4148

D24

R35

4k7

+12V

T1

TIP125

R283k3

R29

330Ω

+12V

D19

1N5407

R30

30V

B1

C6

47μ35V

C5

47μ16V

C3

100n

C4

100n

78L05AC

IC4

+5V

010059 - 11

U-SEN

SOR

*see text

*

+5V

K3

K10

K2

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K11

K12

K13

K14

+12V

C7

100n

ULN

2003

IC3

GND

DS

10 1112 1314 1516I4 I3I7 I2I6 I1I5

O4

O3

O7

O2

O6

O1

O5

9

1 23 67 45

8

R17

4x 4k71

23

45

R36

4x 4k71

23

45

+5V

D1...D

8 = 1N4148

R37

10kC2

22p

K15

K16

IC7 = LTV847

IC8 = LTV847

IC5 = LTV847

IC6 = LTV847

D20 ... D

24 = LED 2m

A

Figura 1. Un microcontrolador con entradas y salidas aisladas.

mucha más experiencia de programación ydisciplina que cuando se usan PLCs. Las posi-bilidades son mucho más amplias porque haytodo un rango de instrucciones disponiblespara su uso. Casi siempre existe un compiladoren lenguaje de alto nivel, generalmente en C oBASIC, aunque se pueden encontrar lenguajescomo el Pascal u otros lenguajes exóticos.

Sin embargo, debe quedar claro para cual-quier persona que use un compilador para unlenguaje de alto nivel que no será posibleestrechar el último ciclo de reloj del micro-controlador. Sin embargo, la programación enun lenguaje de alto nivel confiere las ventajasde la simplificación del depurado y modifica-ción o adaptación del código, comparado conun lenguaje ensamblador normal.

El Pico PLCEl sistema Pico PLC se puede usar en ambasáreas de aplicación. El corazón del hardware esun microcontrolador PIC16F84 de Microchip[1]. Este microcontrolador ofrece 13 líneas digi-tales de I/O, 64 bytes de EEPROM y 1.024 pala-bras de 14 bits de memoria de programa flash.A primera vista esto puede parecer irrisoriocomparado con la cantidad de memoria encon-trada en un PC, pero gracias al set de instruc-ciones muy eficientes, no hay nada más ade-cuado para muchas aplica-ciones.

Si las tareas del micro-controlador no son muy crí-ticas en el tiempo, el cristalde cuarzo se puede susti-tuir por un oscilador RCinterno para generar reloj(con R37 y C2).

Como podemos ver enel esquema del circuito dela Figura 1, no hay secre-tos que se escondan den-tro del procesador. Lasentradas se llevan una auna a los pines del puertoRA3, el cual está configu-rado como entrada, a tra-vés del multiplexor IC2. Laselección de la entrada sehace usando los pines delpuerto RA0, RA1 y RA2. Lainversión de la salida delmultiplexor cancela lainversión que ocurre en eloptoacoplador.

Las entradas individuales estáneléctricamente aisladas usando opto-acopladores, como demanda eldiseño práctico del hardware están-dar del PLC. Los divisores de tensiónevitan que circule una corrientedemasiado grande a través del opto-acoplador con una tensión de entradaelevada (aquí entre 10 y 30 V). Eldiodo conectado en antiparalelo conel optoacoplador es importante: pro-tege el LED en el caso de entrada depolaridad inversa. Los LEDs infrarro-jos usados tienen una tensión de

entrada máxima inversa menor (6 Vmáximo para el PC847 [2] o LTV847).

Una característica especial es laconexión del sensor en U, la cual esuna salida excitada por el microcon-trolador. Usado esto los sensores sepueden alimentar con tensión sólocuando lo requieran. Esta caracterís-tica de ahorro de energía es muy útil,especialmente cuando los sistemasfuncionan con batería.

Los drivers de salida tambiénestán eléctricamente aislados delcontrolador usando optoacopladores.

MICROCONTROLADOR

34 Elektor

(C) ELEKTOR010059-1

B1C1

C2

C3

C4C5

C6C7

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16

D17

D19

D20D21D22D23D24

D25

D26

D27

D28

D29

H1

H2

H3

H4

H5H6

H7 H8

IC1

IC2

IC3

IC4

IC5 IC6

IC7

IC8

K1

K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

K10K11K12K13K14

K15

K16

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8R9 R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

R17

R18

R19

R20

R21

R22

R23

R24

R25

R26

R27

R28R29

R30

R31

R32

R33

R34

R35

R36

R37

RE1

RE2

RE3

RE4

RE5

T1

010059-1

+12V

0

~

~

+12V

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1-R8 = 1k8R9-R16 = 680ΩR17,R36 = array SIL 4 x 4k7R18-R25 = 10kR26 = 1kR27 = array SIL 7 (u 8) x 10 k R28 = 3k3R29 = 330ΩR30 = varistor 30 V, 600 mW,

diámetro 15-17 mm (p.j., BC -Componentes # 2322 5953006)

R31-R35 = 4k7R37 = 10k (4k7)*

Condensadores:C1,C3,C4,C7 = 100nF cerámicoC2 = 22pFC5 = 47μF 16V radialC6 = 47μF 35V radial

Semiconductores:B1 = B80C1500 (80V piv, 1.5A),

encapsulado redondoD1-D8,D17,D25-D29 = 1N4148D9-D16,D20-D24 = LED. Baja

corriente

Figura 2. La parte de placadel circuito que lleva relésse puede separar del restodel PLC.

PIC16F84 es la disponibilidad, buena calidady bajo coste e incluso con las herramientas dedesarrollo gratuitas. El fabricante, junto con lamayoría de los competidores del mercado,ofrece unas herramientas de desarrollo soft-ware muy potentes. MPLAB [4] de Microchipincluye un ensamblador, un linker y un simu-lador, el cual permite verificar la precisiónlógica del software en un PC. Junto con estasherramientas tenemos un gran rango de posi-bilidades de desarrollar proyectos, como semuestra claramente en la página web deMicrochip.

Si preferimos programar el PIC en un len-guaje de alto nivel, necesitaremos un compi-lador de lenguaje de alto nivel. Afortunada-mente hay disponibles dos buenos compila-dores de C para el PIC que ya estándisponibles y cuyos nombres son C2C dePavel Baranov [5] y CC5X de Knudsen Data[6]. Los compiladores difieren sensiblementeen las instrucciones específicas del procesa-dor, pero por lo demás tanto uno como otroson buenos. El código fuente en ensambladorse genera desde un fichero fuente en C; elresultado se ensambla automáticamente y seconvierte en un fichero binario (en formatoHex de Intel). Ahora, llegados a este punto,tenemos un problema.

¿Cómo podemosintroducir el programa en el PIC?

Los microcontroladores PICson muy populares porqueademás de otras cosas sonmuy fáciles de programar.Debido a que los PICs sepueden programar por lainterface serie de formamuy fácil, basta con unsencillo cable. Incluso siconstruimos un programa-dor, no nos supondríamucho hardware: porejemplo, un clásico sistemade desarrollo de ‘bajocoste’. La pequeña placade evaluación descrita aquíproporciona una tensión dealimentación estabilizada yun oscilador de reloj con-mutable variable, con unazona de prototipos donde,por ejemplo, se puedencolocar los LEDs paraobservar los niveles de lospuertos de salida.

La tensión de salida deseada simple-mente se conecta y ya está. General-mente serán 12 ó 24 V. El integradoIC3, un ULN2003, permite tensionesde salida de hasta 50 V, siempre quela tensión de salida total no exceda500 mA.

Debido a que es deseable conmu-tar cargas mayores que esto, ademásde tensiones de red, se conectanrelés a las salidas del integrado driverde potencia, capaces de conmutarhasta 16 A a 250 Vac. Esto sería sufi-ciente para casi todas las aplicacio-

nes y siempre es posible omitir losrelés si el ULN2003 es capaz de rea-lizar el control por sí mismo.

El softwareCualquier dispositivo hardware con-trolado por microprocesador depen-derá de la calidad del software quecorra en él, y la calidad de este soft-ware depende en gran medida de lasherramientas de desarrollo usadaspara escribirlo. Una de las razonesprincipales para seleccionar el

MICROCONTROLADOR

35Elektor

(C) ELEKTOR010059-1

D19 = 1N5407IC1 = PIC16F84A-04/PIC2 = 74LS151IC3 = ULN2003IC4 = 78L05ACIC5-IC8 = LTV847 (Liteon), ILQ621

(Infineon) o PC847 (Sharp)

Varios:K1 = conector de caja de 10 vías K2-K9 = regleta de 3 vías para PCB,

separación de pines 5 mmK10-K14 = regleta de 3 vías para PCB,

separación de pines 7,5 mm

K15 = tira molex de 9 pines K16 = tira molex de 6 pinesRE1-RE5 = relé, 16 A/250 VAC

(Finder # 40.61, bobina 12 VDC,220 V; o Omron # G2R-1-E 12VDC;o Schrack # RP310012)

PCB, código de pedido 010059-1(ver página de Servicio de Lectores)

Disco, programa de prueba, código depedido 010059-11 o descargargratuitamente de la página de elektorwww.elektor-electronics.co.uk

Puede encontrar una placa de programadoralternativa completamente documentada en[3]. El programa necesario (DOS) se halla en lapágina web.

Construcción e instalaciónLa construcción de la placa del circuito del PicoPLC se muestra en la Figura 2 y no deberíapresentar problemas. Los componentes se colo-can sólo en una cara y ninguno de ellos es demontaje superficial. Si en el circuito no serequieren los relés se pueden retirar los que hayentre K15 y K16 y el PLC, y de esta forma eltamaño de la placa será mucho menor, asícomo la caja que lo contiene. También es posi-ble fijar parte de la placa del circuito que llevarelés en otra parte de la caja, conectándolo alPLC a través de K15 y K16. Si colocamos losrelés debemos de tomar precauciones de segu-ridad para dispositivos de clase 2 en las salidas.

Los ICs se deberían colocar, por supuesto, enzócalos y usaremos componentes de buena cali-dad. Para evitar malas conexiones, emplearemosbornas de terminales para las entradas y salidas.

No es necesario un software especial para elPico PLC, basta un pequeño programa de

prueba que encontramos en el Servi-cio de Lectores. El programa se creóusando las herramientas gratuitas deCC5X y MPLAB, que crea una clasede display de luz en movimientodesde D20 a D24 y vuelve (asumiendoque el hardware funciona correcta-mente). Después D24 comienza a par-padear, y se presenta en display lasentradas. Mientras D24 se apaga deD20 a D23 se muestra el estado de lascuatro entradas de mayor peso.

Hay muchas aplicaciones para elPico PLC. El uso original fue contro-lar el mecanismo para atacar un más-til de antena de radio aficionado.Otras posibilidades incluyen el con-trol de contraventanas o persianas deventana, mando para control de caloro automatismos para juguetes mecá-nicos y modelos.

(010059)

MICROCONTROLADOR

36 Elektor

Referencias y enlaces

[1] Microchip: www. microchip. com [2] Hojas de características disponibles (por ejemplo) a

www.sharpmeg.com/products/opto/pdf/pc847x.pdf[3] Adaptador Madsen programado www.jdm.homepage.dk/newpic.htm[4] MPLAB: dispositivo de desarrollo para microcontroladores Microchip

www.microchip.com/1000/pline/tools/picmicro/devenv/mplabi/index.htm[5] Baranov, Pavel: Compilador C2C

www.geocities.com/SiliconValley/Network/3656/c2c/c.html[6] B Knudsen Data: CC5X www.bknd.com/cc5x/index.shtml

En esta publicación no se suministran componentes, sin embargo, se diseñanlas PCBs, carátulas del panel frontal y el software del montaje (que no siemprelleva). En cuanto a los componentes, se detallan todos, e incluso en muchosde ellos, ante un posible problema de suministro, se dan posibles alternativas.

Para distinguir valores grandes y pequeños en los componentes se uti-liza la siguiente nomenclatura de prefijos:

E (exa) = 1018 a (atto) = 10–18

P (peta) = 1015 f (femto) = 10–15

T (tera) = 1012 p (pico) = 10–12

G (giga) = 109 n (nano) = 10–9

M (mega) = 106 μ (micro) = 10–6

k (kilo) = 103 m (milli) = 10–3

h (hecto) = 102 c (centi) = 10–2

da (deca) = 101 d (deci) = 10–1

En algunos esquemas de circuitos, para evitar confusión, y contrariandolas normativas IEC y las recomendaciones BS, el valor de los componentesse da sustituyendo el prefijo por un punto decimal. Por ejemplo:

3k9 = 3.9 kΩ 4μ7 = 4.7 μF

A menos que se indique lo contrario, la tolerancia de las resistencias es del ±5 %y su potencia de 1⁄3–1⁄2 W. La tensión de trabajo de los condensadores es ≥50 V.

Montaje de una placa de circuito impreso. Siempre comenzaremospor los componentes pasivos más pequeños, esto es, puentes con cables,resistencias y pequeños condensadores, después seguirán los zócalos, relésy condensadores electrolíticos y de gran valor y conectores. Los circuitosintegrados, al ser muy delicados, los dejaremos para el final.

Soldadura. Utilizaremos un soldador de estaño de 15-30 W con una puntafina y estaño con núcleo de resina (60/40). Insertaremos los terminales de loscomponentes en la placa, sujetaremos ligeramente, cortaremos lo que sobrade los terminales y soldaremos: esperaremos 1-2 s para que el estaño seagarre bien y se solidifique. Debemos procurar en todo momento nosobrecalentar algunos componentes, en especial semiconductores y sobretodo circuitos integrados. Para desoldar utilizaremos un chupón metálico oun desoldador especial de malla.

Buscando fallos. Si el circuito no funciona, comprobaremos, uno a uno, quetodos los componentes insertados son los que aparecen en la lista, después

verificaremos que todos están colocados en su posición correcta,observando la polaridad de los mismos. También se deben revisar lassoldaduras y los puentes que a menudo se olvidan.

Si los niveles de tensión se han dado en el esquema del circuito, debe-mos comprobar que todos están dentro de una desviación de ±10 % conrespecto a los valores marcados.

Cada cierto tiempo publicamos correcciones a posibles errores y ademástodos nuestros lectores disponen de un servicio donde pueden enviar suscomentarios, que siempre serán estudiados con detalle.

El valor de una resistencia se indica con el siguiente código de colores:

color primer dígito segundo dígito factor de multiplicación tolerancia

Negro – 0 – –Marrón 1 1 x101 ±1%Rojo 2 2 x102 ±2%Naranja 3 3 x103 –Amarillo 4 4 x104 –Verde 5 5 x105 ±0,5%Azul 6 6 x106 –Violeta 7 7 – –Gris 8 8 – –Blanco 9 9 – –Oro – – x10–1 ±5%Plata – – x10–2 ±10%Ninguno – – – ±20%

Ejemplos:Marrón – rojo – marrón – oro = 120 K, 5 %Amarillo – violeta – naranja – oro = 47 K, 5 %

G U Í A P R Á C T I C A D E M O N T A J E

INTERÉSGENERAL

38 Elektor

Este proyecto debería satisfacer al menos atodos aquellos que nos han escrito como afi-cionados de las luces con efecto discoteca.Aparentemente los equipos con elevadasespecificaciones son escasos, y bastante

caros, de ahí nuestro interés en estaunidad. Al igual que con el resto deproyectos que disponen de placas decircuito impreso (los cuales puedenconseguirse en nuestro Servicio de

Lectores), este proyecto ha sido pro-bado por nuestro personal de labora-torio en cooperación con el autor, queprobó el circuito en toda la banda detrabajo.

Controlador de luces de discoteca de 8 canalesde hasta 500 W por canal Diseñado por Tom Varley

La unidad se ha diseñado como un controlador de luces, pero puedeusarse para excitar ocho juegos de luces para árboles de Navidad, letrerosluminosos de tiendas, etc. Se activa a sí mismo por sonido. Los efectosson: apagón, ola, vúmetro y secuencia configurada. Los únicos controlesnecesarios son tres pulsadores. Se basa en el popular dispositivo OTP87C750 de Philips y fue diseñado para evitar complicaciones con un DJ opequeña banda para excitar hasta 8 focos PAR-56 de 500 W.

Característicasprincipales– Efectos: Ola, Apagón, Secuencia

programada, Detección de ritmo,Vúmetro, Desplazamiento rápido.

– Control por microprocesador– Detector de golpe con micrófono

incorporado y sensibilidad ajustable.– Controles para 8 etapas de luces

de hasta 500 W cada una.– Aislamiento eléctrico entre los

drivers de lámparas y circuitomicrocontrolador.

– Ensamblaje de placa simple. – Control a través de tres botones.

Debido a que el circuito requerido res-ponde a un estímulo acústico se requiere unpreamplificador para informar al microcontro-lador si dicha señal está presente. Para estepropósito se utiliza una cápsula microfónicaelectret miniatura con una impedancia DC de2 K. La sensibilidad del micrófono se ajustausando el potenciómetro P1, cuyo camino DC

Descripción del circuito

El esquema que se muestra en laFigura 1 combina las secciones ana-lógica y digital en un diagrama sen-cillo. Esto es intencional, porque enrealidad esos subcircuitos están con-tenidos en uno sencillo, realizado en

una placa de circuito impreso a sim-ple cara.

El corazón del diseño es un micro-controlador tipo 87C750 ó 87C751,que se ha programado para controlarel estado de los interruptores de con-trol S1, S2 y S3, además de la salidadel comparador IC1.

INTERÉSGENERAL

39Elektor

X1

4MHz

C12

22p

C11

22p

S1S2S3 R6

8k2

C5

10μ

10kP1

R1

2k2

2

3

1IC3.A

R7560 Ω

TRI1

R15560 Ω

R16560 Ω

K2

13

12

14IC3.D

R8560 Ω

TRI2

R17560 Ω

R18560 Ω

K3

9

10

8IC3.C

R9560 Ω

TRI3

R19560 Ω

R20560 Ω

K4

6

5

7IC3.B

R10560 Ω

TRI4

R21560 Ω

R22560 Ω

K5

2

3

1IC4.A

R11560 Ω

TRI5

R23560 Ω

R24560 Ω

K6

13

12

14IC4.D

R12560 Ω

TRI6

R25560 Ω

R26560 Ω

K7

9

10

8IC4.C

R13560 Ω

TRI7

R27560 Ω

R28560 Ω

K8

6

5

7IC4.B

R14560 Ω

TRI8

R29560 Ω

R30560 Ω

K9

D1

D3

D2

D4

7805IC13

C1

1000μ

C3

100μ

C2

100n

+5V

IC311

4

IC411

4

+5V

K1

K10

S1 = FLOOD CONTROL

S2 = PROGRAM CONTROL

S3 = STROBE VU

230V

MOC3042IC5

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC6

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC7

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC8

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC9

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC10

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC11

Z C

6

4

1

2

MOC3042IC12

Z C

6

4

1

2

IC3 = LM2902IC4 = LM2902

010131 - 11

LOAD 8

LOAD 7

LOAD 6

LOAD 5

LOAD 4

LOAD 3

LOAD 2

LOAD 1

1N40014x

TRI1 ... TRI8 = BTA08-600C

25V 16V

C10

100n

C9

100n

87C750

RESET

IC2

P0.0

P0.1

P0.2

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P3.7

P3.6

P3.3

P3.1

P3.0

P3.5

P3.2

P3.4

P1.6

P1.7

11X1

10X2

12

24

21

22

23

13

14

1516

17

18

19

20

8

7

6

4

5

2

9

3

1 87C751

CA3140

IC1

2

3

6

7

41

8

5

R5

10k

T1

BC547

R410k

R310M

R21k

C4

100n

C8

10μ 16VD5

BAT85

C7

100n C6

100n

9V100mA

MIC1

16V

2V4

0V3

0V3

0V3

5V

MIC1

Figura 1. Esquema del circuito del controlador de luces de discoteca de 8 canales.

también proporciona la tensión de polariza-ción de la cápsula. La ganancia del preampli-ficador es unas pocas miles de veces, porqueni la distorsión ni la respuesta de alta fre-cuencia son importantes aquí. Debido a queel amplificador operacional sólo amplificaráseñales alternas, su ganancia en continua esunitaria (1). Como consecuencia de ello, lasentradas del amplificador y la salida tienen unnivel de continua (DC) igual a la tensióndirecta de caída del diodo Schottky D5, esdecir 0,3 V. Usando en esta posición un diodonormal de silicio tendríamos un nivel de unos0,6 V, que es suficiente para que T1 conduzcaal mismo tiempo, lo cual no es deseable.Cuando no se detecta sonido, el colector de T1debería tener unos +5 V. Resumiendo, unaseñal acústica de suficiente nivel captada porel micrófono se convierte en una señal cua-drada cuyo nivel se puede detectar y procesarpor un microcontrolador, usando la línea delpuerto P0.0.

Se puede usar casi cualquier tipo de pul-sador, ya que hay un algoritmo de salto queforma parte del software que corre dentrodel micro.

Las líneas de los puertos P1.0 a P1.7 delmicro excitan los amplificadores operaciona-les LM2902 (IC3-IC4) que hacen de buffer.Cada una de las salidas de estos buffer excitaun LED que hay dentro del opto-triac (IC5-IC12). El micro necesita buffers para reducir lacarga de las líneas de los puertos. Los driversdel opto-triac son un método sencillo de pro-porcionar un paso por cero (ZC) para reducirruido de conmutación cuando proporcionaunos aislamientos eléctricos de unos pocosKV entre los circuitos de ‘lámpara’ y la elec-trónica. Los triacs Tri1-Tri8 se pueden cableara través de regletas de PCB a dos conectoresBulgin u ocho conectores individuales de redpara la conexión de las lámparas. Ampliare-mos un poco este tema.

El autor ha experimentado con diferentesvalores de polarización del driver del triac.En la práctica, con 560 Ω va bien y además alser del mismo valor que las resistencias depolarización de LED se reduce el número devalores resistivos. El MOC3042 puede susti-tuirse por su modelo superior MOC3043, sinembargo, el modelo MOC3041 no es ade-cuado para esta aplicación. Los triacs tam-poco son críticos y virtualmente no se puedeusar nada que no sea capaz de conmutar 400V sobre 4 A.

La disposición estándar de la fuente de ali-mentación puede ser además de un adapta-dor de red (9 VAC o 9 VDC, 300 mA) o untransformador, un puente rectificador (D1-D4)y un regulador de tensión fija (IC13), un buenfiltro de paso/bajo para eliminar ruidos y tran-sitorios. La tensión de alimentación siempre

debería incluir condensadores dedesacoplo de 0,1 μF. Gracias alpuente rectificador, la alimentacióntrabaja de forma independiente de lapolaridad de salida del adaptador.

El microcontrolador funciona a 4MHz usando un cristal de cuarzo,X1, y el par de pequeños condensa-dores cerámicos C11-C12. C5 y R6son los componentes de la reiniciali-zación que mantienen el pin deRESET a nivel alto durante unmínimo de dos ciclos de máquinacuando se aplica la alimentación a la

placa. Se recomienda arranque enfrío, sobre todo para dispositivos dearquitectura 8051.

Software y operaciónEl programa que hay dentro del87C750 (o ‘751) está escrito enensamblador y tiene alrededor de150 líneas de código, el resto delárea de la memoria de programa(1K para el 87C750) se usa comotabla que determina simplementequé lámpara está encendida. Des-

INTERÉSGENERAL

40 Elektor

Initialise portsfor

inputs & outputs

Test lamps&

go to standby

Look atswitches

Pattern selection viaswitches

BE

AD

A = Floodlight < 1/2 sB = Pattern run < 1/2 sC = VU mode < 1/2 sD = Blackout < 1/2 sE = Pattern + beat detect < 1/2 s

CF

010131- 12

Figura 2. Diagrama de flujo de la rutina de lectura del pulsador.

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1 = 2k2R2 = 1kR3 = 10MR4,R5 = 10kR6 = 8k2R7-R30 = 560ΩP1 = 10k potenciómetro

Condensadores:C1 = 1000μF 25V radialC2,C4,C10 = 100nFC6,C7,C9 = 100nF, separación de

pines 7.5 mmC3 = 100μF 16V radialC5, C8 = 10μF 16V radialC11,C12 = 22pF cerámico

Semiconductores:D1-D4 = 1N4001D5 = diodo BAT43 o BAT85

(Schottky)

IC1 = CA3140, CA3130IC2 = 87C750 or 87C751,

programado, código de pedido010131-41

IC3,IC4 = LM2902IC5-IC12 = MOC3042IC13 = 7805T1 = BC547

Varios:K1-K10 = regleta de 2 vías para PCB,

separación de pines 7.5 mmMIC1 = cápsula microfónica electret S1, S2, S3 = pulsadores, 1 contacto

simpleTRI1-TRI8 = BTA08-600C (BCR6

AM 8)X1 = cristal de cuarzo 4 MHz PCB, código de pedido 010131-1

INTERÉSGENERAL

41Elektor

(C) ELEKTOR

010131-1

C1C2C3

C4

C5

C6

C7 C8

C9C10

C11

C12

D1 D2 D3 D4

D5

H1

H2 H3

H4

I

IC1

IC2IC3 IC4

IC5 IC6 IC7 IC8 IC9 IC10 IC11 IC12

IC13

K1

K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

K10

P1

R1 R2 R3 R4R5 R6

R7

R8 R9

R10

R11

R12 R13

R14

R15 R16

R17 R18

R19 R20

R21 R22

R23 R24

R25 R26

R27 R28

R29 R30

S1S2S3T1

TRI1 TRI2 TRI3 TRI4 TRI5 TRI6 TRI7 TRI8

X1

+010131-1

(C) ELEKTOR

010131-1

Figura 4. Éste es el aspecto que presenta nuestra placa de prueba. Nótese que los tres pulsadores (no mostrados) se conectan a lospines a través de pines grapinados.

Figura 3. Cara de pistas y componentes de la PCB a simple cara diseñada para la unidad (placa disponible en el Servicio de Lectores).

pués de que se conecta la alimentación a laplaca el micro se inicializa, por lo que elpuerto 1 es brevemente inhibido, excitandotodas las luces secuencialmente para daruna indicación visual de la alimentación.Después de ejecutar la inhabilitación, el dis-positivo se pone en bucle y comienza a che-quear los interruptores. Cada interruptortiene dos tipos de funciones: la primera sealcanza si no accionamos el pulsadordurante menos de medio segundo, son: A,B y C; si no se acciona el pulsador durantemás de medio segundo se accede a lasegunda capa de funciones. Deberíamosconsiderar que si mantenemos el pulsadorsin accionar estaremos en un bucle alrede-dor de las funciones superior e inferior delinterruptor. El carácter de la Figura 2 esindicar qué función se puede seleccionar.Una vez seleccionado, el controlador operaráen este modo hasta que se seleccione unanueva función.

El listado del código ensamblador que debellevar IC2 no está disponible en nuestrapágina web, ni en el disco, sin embargo, exis-ten circuitos integrados programados dispo-nibles en el Servicio de Lectores con el códigode pedido 010131-41.

EnsamblajeLa electrónica encaja en una PCB de simplecara, cuyo trazado de pistas se puede ver enla Figura 3. No debe presentar ningún tipode problema si trabajamos con cuidado,tomándonos nuestro tiempo y comprobandolas distintas partes de la lista de componentesy serigrafía de la placa. En la Figura 4 pode-mos ver el prototipo una vez se ha compro-bado. Hay nueve puentes de cable sobre laplaca, sin olvidarnos ninguno para obtener unbuen funcionamiento.

El micrófono electret se conecta a la PCBa través de un pequeño trozo de cable.Dependiendo de cómo sellemos la caja y decómo de flexibles sean sus paredes deter-minaremos la sensibilidad de graves delmicrófono. Si el aire puede pasar a travésde la caja con facilidad entonces el micró-fono será sensible a graves (bajos). La expe-rimentación con el acoplamiento mecánicodel micrófono a la PCB y la pared de la cajacambiará las características de la respuestaacústica. La elección de la cápsula micro-fónica electret no es crítica, podemosincluso escoger el más barato que encon-tremos y funcionará bien. Normalmente elmicrófono tiene sus dos terminales en lacara inferior. El terminal conectado a laparte metálica es la conexión de negativo (-) (vea también el que hay en el esquema delcircuito).

Los conectores de salida del triacK1-K8 pueden cablear hasta 8conectores de red separados permi-tiendo que cada etapa de luces sepueda alimentar a través de su pro-pio cable.

Puede resultarnos más prácticoutilizar dos conectores ‘Bulgin’ de 8vías, una para cada grupo de cuatrolámparas. La forma más fácil decablear el conector IEC y el Bulgines grapinar alfileres desde los pinesde la PCB y tratar de pasarlos a tra-vés de los agujeros de la caja. Unavez que la PCB se ha aseguradodentro de la caja, podemos soldar losconectores. Si usamos una caja deacero nos aseguraremos que todaslas partes de la caja tienen tierra yque el pin de tierra del conector IECtambién la tiene.

Si usamos conectores Bulgin,deberíamos cablearlos de la siguienteforma:

Pin 1 Tierra de protección Pin 2 Foco 4 (u 8)Pin 3 Foco 3 (o 7)Pin 4 Foco 2 (o 6)Pin 5 Foco 1 (o 5)Pin 6 n.c.Pin 7 NeutroPin 8 Neutro

Cualquiera que sea el métodopara conectar las etapas de luces alcircuito, tendremos mucho cui-dado y usaremos los materialesadecuados para eliminar cual-quier riesgo de tocar la tensiónde red.

Comprobación. Precauciones

Desconectaremos de K10 la ten-sión de red (220 V) antes dehacer cualquier medida o com-probación en el circuito. Cuandohay tensión de 220 V en K10, enun terminal de los triacs estáconectada la FASE. No importasi el circuito está en una caja deplástico (ABS) o una caja metá-lica, en cualquiera de los casoshay que colocar un terminal deTierra (PE). La distancia de ais-lamiento de la placa del circuitoes menor de 6 mm, por lo que elequipo se puede catalogar sóloen Clase 1.

Sin luces conectadas y el micro-controlador sin colocar en suzócalo, aplicaremos alimentación através del adaptador de red. Com-probaremos que hay 5 V en lasalida del regulador, si no compro-baremos que los diodos D1-D4están colocados en la posición ade-cuada y que les llega la tensión ACo DC correcta.

Una vez tengamos 5 V podemosconfigurar la sensibilidad del micró-fono. La habitación necesita estarlibre de ruido de fondo. Usando unpequeño destornillador, rotaremos P1completamente en sentido horario.Conectaremos una punta del osci-loscopio o polímetro digital al pin 6de IC1. Rotaremos lentamente elmando y lo detendremos cuando elpin 6 pase a nivel bajo. Giraremos denuevo el mando en sentido horario ylo detendremos cuando la salidacambie a nivel alto. Ahora daremosuna palmada o silbaremos y la salidadebería cambiar brevemente cuandoel micrófono capte el sonido. Move-remos un poco el mando de P1 hastaque la conmutación se produzca deforma fiable y al nivel sonoro dese-ado. Debemos recordar que los nive-les de ruido ambiente en una disco-teca son muy elevados.

Quitaremos la alimentación e ins-talaremos el microcontrolador. Nosaseguraremos que la PCB está bieninstalada en la caja y que las etapasde luces están conectadas a lasregletas K1-K8 de la placa. Si notenemos un juego de luces a manopodemos cablear hasta 8 bombillasde colores u 8 porta-cebadores. Des-pués, acercaremos la caja y conec-taremos los 220 V de la red a K10.Enchufaremos en el adaptador dered y comprobaremos las funcionesdel interruptor. Si el interruptor 1 nose pulsa se inicia un ciclo desecuencia (binaria) continua de lasiguiente forma:

********- - - - - - *- - - - - - - -

(010131-1)

INTERÉSGENERAL

42 Elektor

INTERÉSGENERAL

44 Elektor

Los fabricantes de los modernos diodos LEDshan llevado la intensidad de luz a nivelesdonde estos dispositivos pueden usarse conpropósitos de iluminación, a costa de que losprecios sean relativamente elevados. Sinembargo, los diodos LED ofrecen algunasventajas claras frente a las fuentes de luz eléc-trica tradicional. Por un lado, su expectativade vida, que es de unas 100.000 horas, llega

a impresionar. Además, la ópticaestá integrada en un encapsuladoque asegura que la luz emitida cum-ple completamente con los requeri-mientos. Una ventaja adicional es lagran velocidad de respuestas en elencendido y apagado de un diodoLED. Por ejemplo, en un automóvil,la luz generada por un diodo LED

proporciona claramente una res-puesta más rápida que la producidapor una bombilla convencional.Mientras que un diodo LED tiene untiempo de respuesta próximo a los100 ns, una lámpara en frío necesitacalentarse previamente durante de100 a 300 ms. Durante este período,esta bombilla requiere picos decorriente de hasta 50 veces su valornominal de funcionamiento.

Por supuesto, que los diodos LEDtambién tienen sus desventajas. Lasbombillas emiten una gran cantidadde luz infrarroja que permite que semantengan en funcionamiento aaltas temperaturas. Los diodosLEDs, por su parte, son semicon-ductores pasivos con un espectrode temperatura asociado. Su altadensidad de potencia hace que lamáxima temperatura de funciona-miento de 125° C se alcance a unatemperatura ambiente de unos 85°C. Dicha temperatura se logra fácil-mente, por ejemplo, dentro de undispositivos de luz en una brillantey soleada tarde de verano. Cuandola temperatura de este componenteexcede los 125° C, el diodo LED dejade funcionar tan pronto comocomienza iluminarse. Esto sucede

Agrupación de Diodos LEDSBloques de matrices para proyectos de iluminaciónPor K.-J. Thiesler

La utilidad de los diodos LEDs de alta intensidad es tal que seguro quenos proporcionará un nuevo punto de vista en la iluminación de lahabitación. En las indicaciones de tráfico y otros equipos de señalización,estos pequeños dispositivos ahorran una gran cantidad de energía yreducen el coste de mantenimiento debido a su larga expectativa de vida,comparada con la de las lámparas convencionales.

INTERÉSGENERAL

45Elektor

una solución muy práctica que también fun-ciona con diodos LEDs fabricados al límite delas tolerancias que, por ejemplo, tengan unacaída de tensión directa superior a los 150mV entre un diodo LED individual y la matrizde diodos. Después de todo, un pequeñoaumento en la corriente directa de los diodosse acopla para proporcionar el aumento de latensión directa. En esta matriz, algunos dio-dos LEDs tienen un valor de tolerancia supe-rior, lo que les hará lucir con menor intensi-dad, al contrario que sucede con los que tie-nen una caída de tensión directa más baja.Si el circuito está diseñado para unacorriente de 50 mA por diodo LED, lacorriente directa de un diodo LED individualestará comprendida entre los 40 mA para losdiodos LEDs con la tensión más elevada, ylos 62 mA para diodos LEDs con la caída detensión directa más baja.

Las ventajas y desventajas del circuitomostrado en la Figura 1 se pueden resumirde la siguiente manera: cuando un diodo LEDfalla, los otros continúan funcionando, aunquecon una expectativa de vida más corta.

El diseño es sencillo. Solamente serequiere una resistencia serie. Los diodosLEDs comienza a conectarse en serie y enparalelo, con lo que el diseño de la placa decircuito impreso permanece con una buenaformación, es decir, sin estar los componen-tes desordenados.

La detección de fallo solamente tendrá quehacerse en el caso de que el conjunto de dio-dos LEDs falle. En la industria del automóvil,la legislación dictamina que la indicación defallo debe ir en la dirección de los indicadores,lo que significa que no puede realizarse utili-zando este tipo de conjunto de diodos LEDs,ya que la resistencia serie no puede usarsecomo un sensor.

En la Figura 2, los diodos LEDs estánconfigurados en un tipo de matriz diferente,con unas resistencias serie individualespara cada diodo LED. Obviamente, la placade circuito impreso resultante será mayor yestará más densamente poblada. Las resis-tencias serie para cada diodo LED la hacenmenos dependiente de las tolerancias de losotros diodos LEDs. Además, el “ancho debanda” del consumo de corriente se haestrechado en la parte baja: entre 49 mA(min.) y los 53 mA (máx.). Las resistenciasserie permiten que la corriente a través decada diodo LED pueda dimensionarse consuficiente precisión. Esta variante es lamejor para la iluminación de una habitación,ya que el fallo de los diodos LEDs puedeobservarse de forma independiente y susustitución se realizará en función del costey del esfuerzo. Las ventajas y desventajas deeste circuito son las siguientes:

normalmente a la corriente directamáxima permisible, la cual provocaque la temperatura del componenteaumente mucho más rápido. Comola capacidad de trabajar con poten-cia de un semiconductor está rela-cionada inversamente con la tem-peratura ambiente, las condicionesde los peores casos se alcanzanfácilmente en circuitos sencillos sinmedidas de compensación. El resul-tado: una sobrecarga en el diodoLED que hace que no se encienda yse funda, quedando como circuitoabierto.

En el proceso de fabricación delos diodos LEDs, las desviaciones enlas expectaciones eléctricas es talque los dispositivos se agrupan enbloques con una baja tolerancia.Para un único indicador LED, utili-zado en una configuración estándarde circuito, se aceptan perfecta-mente algunas desviaciones. Sinembargo, no sucede lo mismo en elcaso de diodos LEDs que estánagrupados en grupos y colocadosunos junto a otros. En este tipo deagrupamientos, los diodos LEDsindividuales también se conectanpara formar subgrupos, los cualescrean una “competencia” eléctricaentre ellos. No es raro encontrar unatensión directa en un diodo LEDs de150 mV. Conseguir una división yclasificación más fina no es unasolución económica. Si las toleran-cias de las prestaciones ópticas sonnormales, por ejemplo, en el diseñode un visualizador LED de variosdígitos, los diodos LEDs debenseleccionarse para controlar suluminosidad, ya sea a través denuestros propios ojos o de instru-mentos ópticos. Para un propósitomeramente de iluminación, no esnecesario realizar tal proceso deselección, debido a la gran cantidadde tiempo necesario.

Tolerancias de corrienteEn general, si queremos agrupar unagran cantidad de diodos LEDs exis-ten tres variantes de diseño básicas,que pueden usarse cuando se deseaemplearlos como dispositivos de ilu-minación.

La Figura 1 nos muestra lasvariantes de un conjunto de diodosLEDs alimentados a través de unaúnica resistencia serie. Se trata de

+12V8

22Ω

203 mA

020292 - 11

+12V8

22Ω

203 mA

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

020292 - 12

+12V8

203 mA

22Ω

22Ω

22Ω

22Ω

020292 - 13

Figura 1. Agrupación de diodos LEDsque utiliza tan sólo una resistencia serie.

Figura 2. En este ejemplo, cada diodoLEDs tiene su propia resistencia delimitación de corriente.

Figura 3. Ejemplo de cuatro tiras dediodos LEDs, cada una de ellas conuna resistencia serie.

1. Cuando un diodo LED falla, los otros con-tinúan su funcionamiento sin incrementar suriesgo de ser destruidos. La luminosidad totalalcanzada por el conjunto de diodos apenassufrirá.

2. Puesto que la detección del fallo de undiodo LED individual no es muy compleja, sepuede implementar una función que utilicedetección de corriente y de tensión en el dis-positivo regulador de alimentación.

Por su parte, la Figura 3 nos muestra unaconfiguración de varios diodos LEDs coloca-dos en serie, con una resistencias serie paracada conjunto. No hay conexiones que fuer-cen a que exista una tensión definida que estépor encima de cada fila de diodos LED. Lascuatro columnas de diodos LED funcionan demanera independiente. Como las diferenciasen las tensiones directas permanecen relati-vamente pequeñas, a la vez que tienen lamisma corriente directa (comparada con lasdiferentes corrientes directas que tendríamosante una misma tensión directa), los resulta-

dos obtenidos de esta constelaciónde diodos serán semejantes a los delcircuito matriz con resistencias indi-viduales para cada diodo LED. Sinembargo, el circuito final y el dia-grama de pistas de la placa de cir-cuito impreso será mucho más sen-cillo que el circuito de la Figura 2.La conexión serie en varias filas tieneuna desventaja que será tratada másadelante. En un montaje prototipo deeste circuito se midió una corrientemínima y máxima de 47 mA y 53mA, respectivamente.

Las distintas filas del circuito notienen la posibilidad de distribuciónde corriente, ya que no hay conexio-nes de diodos LED en paralelo. Si fallaun diodo LED, falla la línea completade diodos (una desventaja obvia paraun sistema de iluminación de habita-ciones, ya que la intensidad de luzresultante del fallo caerá considera-blemente). Además, no tiene sentidosustituir la línea completa de diodosLEDs porque uno de ellos falle.

En el caso de la industria delautomóvil, las correspondientessoluciones presentan comporta-mientos aún más diferentes. El fallode una columna de diodos LED noes preocupante, ya que la funciona-lidad del indicador de aviso estáaún garantizada, incluso si sereduce la intensidad de luz. Ade-más, el fallo de una de ellas noafecta a la expectativa de vida delos diodos LEDs de las otras colum-nas. Se puede realizar la detecciónde único fallo utilizando unas resis-tencias serie que trabajen comosensores de corriente.

Cuando un diodo LED falla, lo hacela columna completa. Sin embargo,las otras columnas continúan traba-jando normalmente y la expectativade vida de los diodos LEDs que lascomponen no se ven afectadas.

Si el conjunto de diodos se utilizacomo un indicador de dirección, parala luz de freno o la luz de inversión desentido, la detección de fallo es rela-tivamente sencilla, ya que puedenutilizarse unas pocas resistenciasserie como sensores de corriente.

En conclusión: para todos los dise-ños es importante tener en cuentaqué sucede cuando un diodo LEDfalla. En el caso de que la sobrecargade corriente coincida con un excesode la temperatura del componente, eldiodo LED afectado se dañará, com-portándose como un circuito abierto.Esto tiene consecuencias directas enlas matrices de circuitos que semuestran en las Figuras 1 y 2, yaque los diodos LEDs “adyacentes” seven forzados a trabajar en condicio-nes más delicadas. En la fila que con-tiene el diodo LED con fallo, los otrosdiodos LEDs colocados en paralelo seven forzados a trabajar con lacorriente adicional correspondiente aldiodo LED estropeado. Las pocas filasy columnas que componen la matrizde diodos agravan el efecto del incre-mento de corriente. Esto es aceptablecuando los diodos LEDs están traba-jando por debajo de su especificaciónde corriente máxima, lo que a la vezreduce las posibilidades de fallo. Porotro lado, el número de columnas dediodos LEDs es tal que la corrientedesviada raramente representa una

INTERÉSGENERAL

46 Elektor

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

10 20 30 40 50 60 70 80020292- 14

nominalvalue

min.

max.

V

mA

3.9

3.7

3.5

3.3

3.1

2.9

5 10 15 20 25 30 35 40020292- 15

nominalvalue

typ.

min.

max.

typ.tolerance

V

mA

Tabla 1Diodo LED Azul TLHB4401 Valores Máximos

Tensión Inversa UR 5 V

Corriente de realimentación (DC) at UF = 4.0 V IF 20 mA

Corriente de realimentación,10% encendido, tp < 10 μs

at UF = 5.2 V, TA < 60 °C IFSM 100 mA

Disipación de potencia PV 100 mW

Temperatura de funcionamiento TA –40 to +100 °C

Resistencia térmica RthJA 400 K/W

Diodo LED Azul TLHB4401 Valores Nominales

Luminosidad IV 32 mcd

Ancho del hazcon IV = 100 % ±10 grados

con IV = 50 % ±30 grados

Longitud de onda con máxima IV 430 nm

Figura 4. Datos de diseño de diodos LEDsazules y blancos.

variará a través de dicho diodo incluso en unrango mayor. Esta variación de la tensióndirecta produce variaciones considerables dela variación de brillo entre diferentes diodosLEDs individuales.

Para trabajar con varios diodos LEDs blan-cos o con uno sólo, existen en el mercado dife-rentes circuitos integrados reguladores comoel LM 2791/2, el MAX 1698, el MAX 1848, elMAX 1912, el LT 1618, el LT 1932, el LTC 3200,el LTC 3400 y el LM 2585T-ADJ. Su función eneste circuito era la de un regulador amplifica-dor en el control de un conjunto de diodosLEDS de 10 elementos. Un circuito integradoparticularmente interesante es el LT 1618 dela casa Linear Technology, que ofrece demanera simultánea corriente y tensión de rea-limentación, además de la posibilidad de unaentrada de desactivación para el control deintensidad del LED. Además, el LT 1618 estáalojado en un encapsulado MSOP-10 que aho-rra espacio y dispone de la capacidad de con-mutación a una frecuencia de 1,5 MHz, lo quereduce considerablemente el volumen delcomponente comparado con el venerable LM2585T-ADJ.

Muchos de estos reguladores puedenemplearse en modo sensor de corriente, lo quetiene el efecto positivo de una luminosidaduniforme. Después de todo, el control de laslíneas de corriente es mucho más preciso ytiene en cuenta la tensión directa específicade cada diodo LED de 3,15 o de 3,85 V.

Sin embargo, los gráficos de las líneas decorriente no tienen en cuenta la máximacarga de potencia de un diodo LED. Los dio-dos LEDs solamente pueden trabajar conpulsos utilizando una corriente directamayor de 25 mA (valor nominal), cuando secumple con las siguientes limitaciones quepermiten el funcionamiento hasta los 100mA o, en algunos casos, los 50 mA: fre-cuencia de conmutación de 1 KHz, relaciónmarca/espacio de 1:10 y 25° C de tempera-tura ambiente.

Algunos fabricantes de diodos LEDs súperluminosos seleccionan componentes quecumplen con una luminosidad uniforme, den-tro de una tolerancia de ± 1,6 mcd, especial-mente para usarlos en equipos de indicaciónde tráfico. Para evitar los efectos de fundidode los diodos, la selección se hace para no tra-bajar con un máximo de intensidad luminosa,tal y como podemos suponer. En las luces detráfico se utilizan diodos LED de Indio-Galio-Nitrito, con una luminosidad de “tan sólo” 180mcd. Por el contrario, los diodos LEDs con unaluminosidad de 9.000 mcd (como el L5-W54S-BS), son los preferidos para la iluminación dehabitaciones, antorchas de estado sólido yaplicaciones similares.

(020292-1)

carga extra a los diodos LEDs indivi-duales, sobre todo si la comparamoscon las consecuencias de las toleran-cias de la tensión de 150 mV.

Incremento de la iluminación

La Tabla 1 nos muestra algunosdatos de diseños típicos para undiodo LED azul. Como deducciónpodemos decir que dicha tabla nosindica que el diodo LED se iluminaal 100 % de su intensidad con unacorriente continua de 20 mA. Laintensidad del diodo LED podríaaumentarse si encontramos algunmodo de incrementar su corriente.Esto se puede hacer, por ejemplo,en controles remotos, para incre-mentar su rango. Sin embargo,incrementando la corriente directacontinua a través del componentepodemos conseguir (bastante rápi-damente) la muerte del mismo. Paraconseguir una mayor luminosidad,el diodo LED debe funcionar enmodo de pulsos.

Introduciendo un pulso de 100 mAdurante 10 μs en un diodo LED yrepitiendo este impulso a una fre-cuencia de 1 KHz, la intensidadradiada se puede incrementar en unfactor de 10, mientras que la tempe-ratura máxima de la cápsula sea de65 º (lo cual también aumenta sudirectividad). Si se selecciona unacorriente constante de 20 mA, eldiodo LED puede estar encendidoconstantemente. Si, por otro lado, seenvía una corriente mucho más ele-vada a través del diodo LED, el

tiempo en el que dicho diodo se man-tenga encendido debe reducirse con-siderablemente. Esto permite que eldiodo LED pueda enfriarse durante elperíodo de desconexión (que debeser relativamente largo). Algunos cir-cuitos integrados reguladores de ten-sión DC disponen de una entrada dedesconexión a la que se puede apli-car una señal PWM para crear uncontrol de brillo. Los aspectos másimportantes a tener en cuenta son latemperatura máxima de funciona-miento del diodo LED y su máximadisipación de potencia. Aunque lashojas de características indican unvalor de + 100° C como un valor pura-mente físico, se debe trabajar con ununa temperatura de 60° C como valormás realista, de manera que siempreestemos trabajando en una zona defuncionamiento seguro. A la tempe-ratura de + 100° C el diodo LED yaluce con una considerable reducciónde intensidad.

ToleranciasLa tensión directa típica de un diodoLED blanco es del orden de 3,5 V ±10 %. Éste es un valor nominal quepodemos encontrar a menudo en lashojas de características de estoscomponentes. En la Figura 4 semuestra el rango de variación de estatensión. Con una corriente directa de20 mA, la caída de tensión en losextremos del diodo LED puede estarcomprendida entre 3,15 y 3,85 V. Sihacemos trabajar a este diodo LEDblanco en modo sensor de corriente,utilizando una tensión regulada aun-que no calibrada, la corriente directa

INTERÉSGENERAL

47Elektor

TEST&MEDIDA

48 Elektor

El trabajo de un micrófono es convertir unsonido en una tensión eléctrica de la formamás fiable posible. La conversión se pro-duce en dos etapas: la primera desde sonidoa forma mecánica en la cápsula del micró-fono y después de mecánica a forma eléc-trica en el transductor. Las característicasprincipales de un micrófono son la res-puesta direccional y la respuesta de fre-cuencia. Para nosotros la respuesta direc-cional no es de mucho interés, pero sí la res-puesta en frecuencia. ¿Cómo puede unmicrófono, que de acuerdo con las especifi-caciones tiene una respuesta de frecuenciaque comienza en 50 Hz, responder a fre-cuencias por debajo de unos pocos Hert-zios? Para responder a esta cuestión nece-sitamos conocer un poco de teoría.

La respuesta de frecuencia de un micró-fono está determinada por la acción conjuntade la cápsula y el transductor. Aquí distin-guimos entre los micrófonos de tipo diná-mico, tales como los de película y los debobina móvil, y los de tipo electrostático,tales como el micrófono de condensador. Losmicrófonos que utilizan otros tipos de trans-ductor, como cristal, carbón o contacto, sóloson de interés histórico.

Si deseamos construir un micrófono eco-nómico y sencillo, la elección del tipo detransductor es fácil: sólo tenemos que con-siderar el micrófono electret, el cual operasobre el principio de condensador. Estosmicros no requieren una tensión de ali-mentación de cápsula, ya que la membrana(diafragma), o electrodo, se hace de mate-

rial electret (generalmente basadoen película PTFE), el cual recibeuna carga eléctrica de forma per-manente por bombardeo de elec-trones. En los micrófonos electretde alta calidad el electrodo poste-rior también hace de material elec-tret cargado.

La Figura 1 muestra un dibujode un micrófono electret seccio-nado. El diafragma electret se fijaen la parte frontal, y a una cortadistancia está el electrodo poste-

rior. El diafragma se pone sobre unanillo aislante. La mayoría de lascápsulas consta de un cuerpo deplástico que contiene un pequeñoconversor de impedancia (una sim-ple etapa FET). El pequeño circuitoPaxolin, que también tiene un con-versor de impedancia, sirve asi-mismo como panel para los termi-nales de conexión.

Todo ello se fija en un pequeñotubo de aluminio con los bordesredondeados.

Micrófono subsónicoutilizando un electret de bajo coste

Por K.-H. Kopp

Los micrófonos subsónicos que hay en el mercado son demasiado carospara el usuario de a pié. Sin embargo, como no requerimos un dispositivode alta precisión para la medida, podemos construirnos un micrófonousando algunos componentes de los de embalar.

Membrana electret

Electrodo contador

Arandela aislante

Caja de aluminio

muesca020278 - 13

Caja de plástico con conversor de impedancia

Panel posterior con circuito paxolin que contiene terminales de conexión

air stream

Figura 1. Vista seccionada de una cápsula de micrófono electret.

TEST&MEDIDA

49Elektor

ensanchando el backshell lo que sea nece-sario, pero con cuidado de no dañar elcable. Después cortaremos el backshell deljack macho, que debe tener el mismo diá-

Transductores de presióny gradiente de presión

Si examinamos atentamente unmicrófono electret, podemos en-contrar una pequeña característicaque tiene consecuencias muyimportantes en la respuesta de fre-cuencia: hay pequeñas muescas enel cerco del encapsulado de alumi-nio, debajo del anillo aislante. Elmovimiento de aire es posible através de esas muescas entre laparte frontal y posterior del dia-fragma (membrana). Esto cambia lacápsula desde un transductor depresión a un transductor de gra-diente de presión.

La Figura 2 muestra la diferen-cia principal. En un transductor depresión el diafragma se muevehacia fuera cuando la presiónexterna es baja (un valle en la ondasonora) y hacia adentro cuando lapresión es alta (un pico en la ondasonora). Sin embargo, la presión deaire cambia lentamente, por lo que,al menos en teoría, el diafragma sedesplazará. En la práctica, los trans-ductores de presión están equipa-dos con un agujero de capilaridadque permite una ecualización lentade presiones, tales como los cam-bios de presión atmosférica. Estascuestiones son diferentes en el casodel transductor de gradiente depresión. Aquí, el desplazamiento esun resultado de la diferencia en laslongitudes de caminos y la diferen-cia en presión sonora (o gradiente)entre el diafragma de las partesfrontal y posterior. No es necesarioexpresar este comportamiento enuna fórmula para ver que el trans-ductor de gradiente de presión esmenor cuanto más se reduce la fre-cuencia. La respuesta del transduc-tor de gradiente de presión es muydébil a bajas frecuencias, al contra-rio que el transductor de presión, elcual en teoría puede operar pordebajo de 0 Hz.

IngredientesTodo lo que necesitamos para cons-truir un micrófono subsónico esconvertir el transductor de gra-diente de presión en un transductorde presión, por ejemplo sellando lasmuescas con pegamento. Eso en

teoría es bueno, pero desgraciada-mente en la práctica no es viableporque el pegamento puede dañarel diafragma. En su lugar, podemossimplemente sustituir el encapsu-lado. Debido a que no todos pode-mos conseguir un encapsuladosellado, el autor ha encontrado com-ponentes estándar para construirlosin problemas.

Necesitaremos un conector deaudio, un jack estéreo (3,5 mm) yun conector BNC macho con cableapantallado, tal y como puede versedesensamblado en la Figura 3. Esimportante que tanto el conector deaudio como el jack sean de metal (elBNC sólo está disponible en metal).Sólo usaremos algunas partes de lostres conectores: el backshell (car-casa) de los conectores de audio yjack y el cable apantallado del BNCmacho.

El backshell del conector deaudio se usará más tarde para suje-tar el micrófono, después desacarlo de su carcasa. El diámetrointerno del backshell debe medircomo mínimo unas pocas décimasde milímetro menos que el diáme-tro externo del micrófono desen-samblado.

Sujetaremos el backshell en untornillo de banco y limaremos conuna lima del 400, como en un torno,

Figura 3. Los tres conectores usados.

p

t

p

Sobre-presión

Onda sonora entrante

Diferencia de longitud de camino

Mayor presión en el frontal

de la membrana

Diferencia de presión sonora

020278 - 12

Dispersión sonora

X2X1

X1 XX2

Bajo-presión

Mayor presión detrás de la membrana

Figura 2. Comparación de transductores depresión y transductores de gradiente de presión

metro que el micrófono ‘al descubierto’,unos 10 mm, y limaremos las posibles reba-bas para evitar cortarnos. La Figura 4 nosmuestra las partes individuales de la nuevacaja de micrófono tal y como debe deensamblarse.

Ahora tenemos el micrófono preparado.Separaremos el borde roscado de la parteposterior de la placa del circuito usando uncuchillo afilado, asegurándonos de no tocarla apertura del micrófono, porque el dia-fragma se puede dañar con mucha facili-dad. Todavía no quitaremos el micrófono,primero soldaremos un cable apantallado alas conexiones de soldadura, observando supolaridad.

Bajo cubiertoA continuación necesitaremos una ‘habita-ción limpia’, la cual podemos improvisar apartir de una bolsa de plástico transparente.Esto es necesario porque el polvo, la grasay las cargas eléctricas pueden dañar el dia-fragma y los componentes internos de lacápsula, por ello debemos ponernos a tierray utilizar guantes de goma (sin polvos detalco), y realizar el resto del trabajo en la‘sala limpia’.

Mantendremos la cápsula en vertical porsu cable y levantaremos cuidadosamente lacaja de aluminio. Después, con el mismocuidado, colocaremos el backshell del conec-tor de audio sobre la cápsula sin tocar laspartes internas. El anillo del diafragma ais-lado queda ahora contra el borde interno delbackshell, el cual debería mantener el cablederecho en el conector de audio. Coloque eltapón roscado del conector jack en el backs-hell pasando por él el cable apantallado delBNC (Figura 5).

Ahora podemos sacar de la ‘habitación lim-pia’el micrófono subsónico, como lo hemosdenominado. La caja debería ser herméticapara permitir que se realicen medidas en elrango subsónico. Para conseguirlo usaremosuna gota de pegamento libre de disolvente enel punto de contacto entre el backshell y elanillo aislante, teniendo cuidado que no toqueel diafragma.

El diafragma abierto es muy frágil y sedebe aislar del polvo y cualquier tipo de con-tacto. Para protegerlo colocaremos un trozo deplástico de 20 mm en la parte superior y untrozo de espuma en la apertura.

Amplificación electrónicaLa tensión de salida de un micrófono decondensador no debe ser muy alta y seamplificará por un gran factor antes de pro-cesarla. La electrónica para la conversión

TEST&MEDIDA

50 Elektor

Figura 4. Los componentes preparados.

Figura 5. Ensamblaje de los componentes en una sala limpia.

Figura 6. Esquema del circuito del preamplificador de micrófono.

R1

2k2

R2

2k2

R3

470k

R4

1k

R533k

R610k

R733k

R81k2

C4

160pC5

160p

C3

4μ7

C1

470μ

C6

100μ

C7

100μ

2

3

1IC1.A 6

5

7IC1.B

MIC1

S1

+9V

–9V

8

4

IC1

1000

100

020278 - 11

IC1 = MXL1178 CN8

16V

16V

16V

La característica de transferencia delmicrófono subsónico no es conocida y porlo tanto se toma (siendo muy optimista) elvalor 1. Se han determinado los factores decorrección para el preamplificador demicrófono y para la tarjeta de sonido utili-zados (modelo Terratec), tal y como semuestra en la Tabla 1.

Por supuesto, los sonidos subsónicos sepueden grabar usando un conversor A/D enlugar de una tarjeta de sonido. El autor usó lainterface de audio USB Edirol UA-1A deRolando, que nos da diferentes factores decorrección (ver Tabla 2).

Si las dos entradas de la unidad Edirol seusan con dos micrófonos montados a una dis-tancia fija, es posible investigar técnicas paralocalizar la fuente de sonido.

(020278-1)

ciones y sonidos es ‘Medusa’, elcual puede encontrarse en:

www.maschinendynamik.de/index.html

En Internet también podemosencontrar una guía para la construc-ción de este micrófono. Se trata deuna página alemana de un grupo deinvestigación de sonidos de baja fre-cuencia (IGZAB) en:

http://www.brummt.deLos micrófonos, amplificadores

de micrófono y tarjetas de sonidono presentan una respuesta planaen el rango de frecuencias que haybajo los 10 Hz. Si no podemos medirlas características de transferenciade varias partes de la cadena demedida, sólo podremos trabajar convalores estimados.

TEST&MEDIDA

de impedancia inicial, que tienelugar dentro de la cápsula, requierede una tensión de alimentación,que como se observa en la Figura6 suministra R1 y R2. La señalalterna AC se toma desde el micró-fono a través del condensador dedesacoplo C3 para la primera etapade amplificación IC1.A. La impe-dancia de entrada la fija R3, y laganancia viene dada por 1+R5/R4.C4 limita el ancho de banda delamplificador y evita la inestabili-dad. Con una tensión de micrófonode –30 dBu a –70 dBu, una ganan-cia de 34 es inadecuada. Unasegunda etapa de amplificaciónutiliza IC1.B para amplificar por unfactor de 3,3 ó 30, lo que resultauna ganancia total de 100 (con S1en la posición mostrada) o 1.000(con S1 en la otra posición). Estopermite que podamos usar cual-quier micrófono electret de los dis-ponibles (siempre que su tamañosea adecuado), y que la salida delcircuito proporcione una señal a losniveles de línea.

El doble amplificador operacio-nal usado es un dispositivo de pre-cisión (por ejemplo, con una bajatensión de offset) de Maxim, conun consumo de corriente muy bajo,lo que lo hace ideal para el funcio-namiento a batería. Las hojas decaracterísticas se pueden encon-trar en:

http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MXL1178-MXL1179.pdf

Para analizar el sonido subsónico,conectaremos el preamplificador demicrófono a la entrada de una tar-jeta de sonido. Un programa ade-cuado (con una versión gratuitaexperimental) para analizar oscila-

Tabla 1

Frecuencia(Hertz)

Factores de corrección

Micrófono subsónico Preamplificador Tarjeta sonido

Terratec TODOS

10 1 1 1 1

4 1 1 0.62 1.6

2 1 1 0.37 2.7

1 1 1 0.25 4

Tabla 2

Frecuencia(Hertz)

Factores de corrección

Micrófono subsónico Preamplificador Edirol UA-1A TODOS

10 1 1 1 1

4 1 1 0.94 1.1

2 1 1 0.85 1.2

1 1 1 0.73 1.4

MINIPROYECTO

52 Elektor

Este circuito comenzó como un proyecto rela-tivamente sencillo (un temporizador que nosrecordaba sacar nuestro cubo de basura parasu recogida una vez a la semana). La idea ori-ginal era realizar un temporizador que contro-lase un módulo que reproducía y grababa voz,programado con un mensaje rápido. Sinembargo, para fijar el contenido de este mini

proyecto se pensó que una amplia-ción de este tipo era demasiado com-plicada, por lo que se eligió un dispo-sitivo bastante más sencillo, que nosavisase que una cierta temporizaciónhabía acabado, aunque aún es posi-ble añadir un módulo de voz si lodeseamos.

La mayoría de los cir-cuitos capaces de descon-tar periodos de tiempopredefinidos, están pensa-dos para usarse como tem-porizadores en la cocina,para apagar la luz de unahabitación o para un par-king. Su rango de tiempocubrirá, de forma típica,desde algunos minutoshasta un par de horas. Sideseamos que nos avisecada quince días quetenemos que sacar el cubode la basura, cada seissemanas de nuestra citacon el peluquero, cada tresmeses de verificar el fun-cionamiento de nuestrocoche o de disponer de unintervalo de servicio de

equipos, necesitaremos recurrir a uncalendario o a un diario, ya que tem-porizadores con estos periodos detiempo tan largos sencillamente noexisten. Corregimos, tendríamos quehaber dicho “no existían” ya que eltemporizador descrito en este artículoes la excepción a la regla. ¡Con este

Temporizador Semanal/MensualProgramable para largos periodos de tiempo A partir de una idea de Doug Pratt

Al contrario que la mayoría de los circuitos temporizadores, este MiniProyecto mensual está pensado para largos periodos de tiempo. Unacadena de divisores conmutados, que utiliza un circuito integrado contador404, permite seleccionar periodos de tiempo de hasta 194 días (sí, másde 6 meses), con una gran precisión. Puede seleccionarse casi cualquierperiodo de tiempo más pequeño del máximo y todo ello sin necesidad deun microcontrolador o cualquier otro componente exótico del mercado.

montaje podemos seleccionar perio-dos comprendidos en un rangodesde los 2 segundos hasta los16.777.216 segundos!

Electrónica sencillaEn la Figura 1 se muestra el esquemaeléctrico del circuito del temporizador.Como podemos ver, el proyecto estáconstituido por cinco circuitos inte-grados y un conjunto de componentesdiscretos. Funcionalmente el circuitose puede dividir en tres secciones: unoscilador, un contador configurable porel usuario y un biestable que controlaun diodo LED se actúa como un indi-cador de que el período de tiempo pro-gramado ha llegado a su fin. Debemosseñalar que este circuito permite con-trolar otros dispositivos visuales oacústicos, incluyendo un zumbador.

El circuito integrado IC1 y los com-ponentes pasivos que lo rodean actúacomo un oscilador. El 4541 es unpequeño circuito integrado CMOS,muy conocido, descrito por sus fabri-cantes como un “temporizador progra-

mable”. Además de un oscilador, estecircuito integrado contiene un conta-dor binario de 16 estados que puedenconfigurarse utilizando los terminalesA y B del circuito integrado. En nues-tro caso se ha elegido un divisor de 216.En consecuencia, la frecuencia de relojgenerada por el cristal de cuarzo de32.768 Hz, es dividida hasta los 0,5 Hz,lo cual se corresponde con un períodode tiempo de 2 segundos.

El pulso de 2 segundos, a su vez,dispara una cadena divisora (“colo-cada en cascada”) que está consti-tuida por dos contadores binarios de12 estados del tipo 4040 (IC2 e IC4).Estos circuitos integrados están colo-cados en cascada porque la últimasalida (Q11 en IC2) del primer circuitointegrado está unida con la entrada dereloj (CLK) del segundo contador (IC4).En esta configuración, los dos circui-tos integrados 4040 permiten realizaruna división de 224, lo cual da comoresultado el tiempo máximo mencio-nado anteriormente de 16.777.216segundos. Llegados a este punto,algunos de nuestros lectores podrían

MINIPROYECTO

53Elektor

CTR12

IC2

CT=0

4040

10

11

13

15

14

12

11

10

CT 4

2

3

5

6

7

9

1

+

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

CTR12

IC4

CT=0

4040

10

11

13

15

14

12

11

10

CT 4

2

3

5

6

7

9

1

+

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

K1

K2

K3

K4

K5

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

IC5

4068

12

13

10

11

2

&

3

4

5

9

1

R410k

R6

3k3

R5

10k

C4

10n

C6

100n

C8

100n

C3

10n

C5

1μ16V

R3100k

R710k

C7

100μ16V

D1

S1

ACK

IC1

4541

MODE

RTC CTC

14

12

RS

13

AR

PH10

A

7

1 32

B

5

R6

9

8Q

R110M

R2

270k

X1

32768Hz

C2

22p

C1

22p

JP1

BT

norm

alfa

st

IC3DIS

THR

OUT555C

TR

CV

2

7

6

4

R

3

5

8

1

D2

1N4001

"1"

"1"

+5V...+15V

IC514

7

IC216

8

IC416

8

+U

+U

8V5

020190 - 11

max.

min.Bat U = 9V I = 0.27mAI = 2.5mA

0.5 / 128 Hz 9V

Figura 1. Los contadores binarios en cascada permiten que el circuito pueda generar periodos de tiempo de larga duración, comosemanas y meses, con una precisión de 1 s.

Tabla 1. Divisores.Conexión segundos

K1-0 (Q0-IC2) 2K1-1 (Q1-IC2) 4K1-2 (Q2-IC2) 8K1-3 (Q3-IC2) 16K1-4 (Q4-IC2) 32K1-5 (Q5-IC2) 64K1-6 (Q6-IC2) 128K1-7 (Q7-IC2) 256K1-8 (Q8-IC2) 512K1-9 (Q9-IC2) 1,024K1-10 (Q10-IC2) 2,048K1-11 (Q11-IC2) 4,096

K2-12 (Q0-IC4) 8,192K2-13 (Q1-IC4) 16,384K2-14 (Q2-IC4) 32,768K2-15 (Q3-IC4) 65,536K2-16 (Q4-IC4) 131,072K2-17 (Q5-IC4) 262,144K2-18 (Q6-IC4) 524,288K2-19 (Q7-IC4) 1,048,576K2-20 (Q8-IC4) 2,097,152K2-21 (Q9-IC4) 4,194,304K2-22 (Q10-IC4) 8,388,608K2-23 (Q11-IC4) 16,777,216

pensar ¿por qué el período de tiempo no puedeser dos veces más largo? (después de todo, lacadena divisora está atacada con una señal de0,5 Hz en lugar de 1 Hz). La respuesta es sen-cilla: la salida se activa tan pronto como lamitad del período de tiempo del contador hatranscurrido.

El divisor colocado en cascada estáseguido por una puerta NAND de 8 entradas(IC5). Al conectar una o más salidas del con-tador (disponibles en los conectores K1 y K2)a la(s) entrada(s) de la puerta NAND (disponi-bles en el conector K3), se puede definir casicualquier periodo de tiempo que se desee.

Una vez que se ha alcanzado el valor pre-seleccionado (“contado”), suceden dos cosas:para empezar, la transición de nivel bajo anivel alto que ocurre en la salida no inversoraNAND de IC5, es utilizada para resetear nues-tros dos circuitos integrados contadores, IC2e IC4, por medio de las dos redes R-C, R7-C8y R3-C3. Esto provoca que el período detiempo definido por el usuario pueda iniciarsede nuevo otra vez. En segundo lugar, la tran-sición de nivel alto a nivel bajo en la salidainversora del circuito integrado IC5, se lleva alcircuito biestable para poder dispararlo.

El circuito integrado IC5, un temporizador555, en su modo de funcionamiento denomi-nado “biestable”, actúa como un oscilador. Elbiestable oscilará colocando su salida a nivelalto en el flanco de bajada del pulso aplicado enla entrada TR -. Su estado anterior se restauracuando un pulso positivo pase (superando elflanco) por su entrada TR +. Por lo tanto,cuando el período seleccionado ha sido consu-mido en el temporizador, la salida del circuitointegrado IC3 pasa a nivel alto, lo que provoca

que el diodo LED D1 se ilumine. Si noestamos satisfechos con el uso de undiodo LED, podemos utilizar la mismasalida para controlar un zumbadoractivo u otro activador de baja poten-cia. El usuario puede verificar el avisode final de tiempo (bien sea visual oacústico), presionando el pulsador S1.Esto provoca la generación de unpulso positivo que se aplica a laentrada TR -, por lo que el biestablevuelve a su estado no activo.

Algunos detalles adicionales

En la explicación del circuito queacabamos de hacer se nos han esca-pado un par de detalles.

Tal y como se indica en elesquema eléctrico del circuito, elpuente JP1 proporciona una selecciónentre “rápido” y “normal”. Esta posi-bilidad adicional ha sido añadida parafunciones de prueba. Cuando seselecciona el modo “rápido”, el termi-nal B de IC1 se conecta a masa, demanera que el divisor colocado en IC1se modifica, de forma que la frecuen-cia de salida en el terminal Q se incre-menta en un factor de 128. Esto esmuy útil cuando realizamos una veri-ficación del circuito, ya que no tene-mos que esperar tanto tiempo paraverificar si hemos realizado la “pro-gramación” correcta (veremos estocon más detalle más adelante).

Como los contadores trabajan deforma asíncrona (como si fuese elrizado de una señal), pueden aparecerpicos a la salida de la puerta NAND deIC5 que, a su vez, pueden provocarunos resultados de temporización fal-sos. El problema se soluciona con la redR4-C4, la cual suprime estos picos y lasseñales parásitas. La propagación delretardo en cada contador de los circui-tos integrados 4040, depende delica-damente de la tensión de alimentaciónactual y podrá variar entre 50 y 100 nspor estado del contador. Para el con-junto de los circuitos integrados IC2 eIC4, esto proporciona una desviaciónmáxima de unos 24 x 100 ns = 2,4 μs.

Por supuesto, la salida no inversorade la puerta NAND también puedeproducir picos de tensión que, si noson suprimidos, también pueden pro-ducir fácilmente una falsa “puesta a

MINIPROYECTO

54 Elektor

020190-1(C) ELEKTOR

C1 C2

C3C4

C5

C6

C7

C8

D1 D2

H1 H2

H3H4

IC1

IC2

IC3

IC4

IC5

JP1

K1

K2

K3

K4

K5

OUT

R1R2

R3

R4R5

R6

R7

S1

X1

0201

90-1

T

0 +

"1"

"1"

232221201918171615141312

11109876543210020190-1

020190-1(C) ELEKTOR

Figura 2. La placa de circuito impreso diseñada para el Temporizador Semanal/Mensual espequeña y, junto con la pila de 9 V PP3, se podrá integrar fácilmente en una caja de plásticoestándar.

LISTA DE MATERIALES

Resistencias:R1 = 10MR2 = 270kR3 = 100kR4,R5,R7 = 10kR6 = 3k3

Condensadores: C1,C2 = 22pFC3,C4 = 10nFC5 = 1μF, condensador

electrolítico de 16 V radialC6,C8 = 100nFC7 = 100μF, condensador

electrolítico de 16 V radial

Semiconductores: D1 = Diodo LED de alta

eficiencia, 2 mAD2 = 1N4001IC1 = 4541IC2,IC4 = 4040IC5 = 4068IC6 = 555C (versión CMOS)

Varios: JP1 = Puente de configuraciónK1, K2 = Conector tipo

“pinheader” SIL de 12 terminalesK3 = Conector tipo “pinheader”

SIL de 8 terminalesK4, K5 = Conector tipo

“pinheader” SIL de 4 terminalesS1 = Pulsador de un contactoX1 = Cristal de cuarzo de

32,768 KHzPila, PP3 (6R22) con clips con hilos

para su conexionado

Si estamos pensando en utilizar el contadorpara un período de tiempo fijo, es necesariounir los enlaces de los conectores K1/K2 conK3, por medio de simples hilos que se instala-rán de forma permanente en la placa del cir-cuito impreso. Lo mismo sucede con las entra-das no utilizadas de la puerta NAND.

Por otro lado, si prevemos (al igual que nos-otros) utilizar diferentes períodos de tiempo,es mejor montar conectores del tipo “pinhea-der” SIL en las posiciones K1–K5. De estemodo es fácil seleccionar el periodo de tiempodeseado, utilizando tan sólo un conjunto decables cortos con un terminal conector a cadalado. Ese terminal conector debe estar aislado,utilizando un trozo de tubo de teflón termo-rretráctil o algo similar.

Fuente de alimentaciónEl Temporizador Semanal/Mensual descrito eneste artículo es muy económico y consume tansólo 0,3 mA cuando el diodo LED no está encen-dido. Cuando el diodo LED se enciende, el con-sumo de corriente aumenta hasta unos 2 mA.Está claro que el consumo de corriente de estecircuito debe ser el menor posible ya que, en lapráctica, el circuito estará alimentado por unapila. Las pilas alcalinas de 9 V PP3 de hoy día tie-nen una capacidad nominal de unos 500 mAh,lo cual debe ser suficiente para unos dos mesesde funcionamiento continuo del temporizador(evitando, por supuesto, no dejar el diodo LEDencendido durante semanas). Si la capacidad dela batería nos parece corta y es insuficiente paranuestra aplicación, podemos considerar utilizarun paquete de 4 pilas del tipo AA (con su dis-positivo para alojarlas), o un adaptador de ten-sión de red con una tensión de salida estabili-zada entre + 5 V y + 15 V DC.

(020190-1)

cero” de los contadores. En este casotambién se ha utilizado una red R-C,pero, sin embargo, dicha red tiene unproblema potencial, ya que provocaque la tensión de reset crezca bastantelentamente. Si suponemos que los doscontadores no son exactamente idén-ticos (algo que, por desgracia, siemprees lo que sucede), estaremos en el casode que uno de ellos será puesto a ceromientras que el umbral de reset para elotro aún no se habrá alcanzado. Esto esbastante molesto, ya que la puesta acero de uno de los contadores provocaque el pulso de reset desaparezca, loque da como resultado que sólo uno delos contadores haya sido inicializadomientras que el otro mantiene aún suvalor previo almacenado. Para evitarque esto suceda, se ha aplicado unadoble red R-C, formada por los compo-nentes R7-C8 y R3-C3, las cuales pro-porcionan una señal de reset con unaforma de onda un poco diferente: conestos circuitos conseguimos que apa-rezca un tiempo “muerto”, que es otramanera de decir que el pulso completoha sido retrasado un poco. El resultadono sólo es que se utiliza un poco másde tiempo para que el pulso alcance elnivel de reset, sino que también se per-mite que el pulso aumente más allá delos 0,5 V, para poder estar absoluta-mente seguros de que el otro contadortambién se pondrá a cero.

Cómo seleccionar el periodo

El cálculo de las salidas que tenemosque utilizar para seleccionar un deter-minado periodo de tiempo es bas-tante sencillo. El proceso se inicia demanera similar a una gran división:

Paso 1. Calculamos el tiempodeseado en segundos. Tomemos unasemana como ejemplo: 60 segundos• 60 minutos • 24 horas • 7 días =604,800 segundos.

Paso 2. Use la tabla de divisores(Tabla 1) para buscar el primernúmero que es más pequeño que elvalor anteriormente calculado. Así,encontraremos que Q4 en IC4 con eldivisor asociado 524,288 es el valorque buscamos. A continuación de-terminaremos la diferencia:

604,800 – 524,288 = 80,512

Paso 3. Repetimos el Paso 2 hastaalcanzar el cero:

80,512 – 65,536 = 14,976 (salida Q1 en IC4)14,976 – 8,192 = 6,784 (salida Q0 en IC4)6,784 – 4,096 = 2,688 (salida Q11 en IC2)2,688 – 2,048 = 640 (salida Q10 en IC2)640 – 512 = 128 (salida Q8 en IC2)128 – 128 = 0 (salida Q6 en IC2)

Cada una de las salidas del con-tador hallada de esta manera tieneque conectarse a una entrada de lapuerta NAND. Cualquier otra en-trada no usada de dicha puertatiene que llevarse a la tensión posi-tiva de alimentación, de aquí la pre-sencia de las tiras de conectores K4y K5.

El montajeEl diagrama de pistas y la distribu-ción de componentes para la placadel circuito impreso se muestra enla Figura 2. Esta placa no está dis-ponible ya montada a través denuestro Servicio de Lectores. Otraalternativa es la de fabricar nuestrapropia placa de circuito impresoutilizando las plantillas impresas enla revista (o descargadas como unfichero .pdf de nuestra páginaweb). El montaje de los componen-tes sobre la placa no debe propor-cionar ningún tipo de problema,incluso para los aficionados másnovatos.

MINIPROYECTO

55Elektor

SERVICIOS LECTORES

56 Elektor

CONDICIONES GENERALES

Los circuitos impresos, carátulas autoadhesivas, ROMs, PALs, GALs, microcontroladores y disquetes que aparecen enlas páginas de ELEKTOR se encuentran a disposición de los lectores que lo requieran. Para solicitarlos es necesarioutilizar el cupón de pedido que se encuentra en las páginas anexas.Este mismo cupón también puede utilizarse para efectuar pedidos de los libros de la colección de ELEKTOR (en versiónoriginal inglesa).- Los items marcados con un asterisco (*) tienen una vigencia limitada y su disponibilidad solo puede garantizarsedurante un cierto periodo de tiempo. - Los items que no se encuentran en esta lista no están disponibles.- Los diseños de circuitos impresos se encuentran en las páginas centrales de la Revista. En ocasiones y por limitaciónde espacio no se garantiza la publicación de todos los circuitos. En estos casos los lectores interesados pueden solicitarlos diseños, utilizando el mismo cupón de pedido y les serán enviados a su domicilio contra reembolso de 500 pts.(incluidos gastos de envio).- Los EPROMs, GALs, PALs, (E)PLDs, PICs y otros microcontroladores se suministrarán ya programados.Los precios y las descripciones de los diferentes productos estan sujetos a cambios. La editorial se reserva el derechode modificar los precios sin necesidad de notificación previa. Los precios y las descripciones incluidas en la presenteedición anulan los publicados en los anteriores números de la Revista.

FORMA DE ENVIO

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

FORMA DE PAGO

Todos los pedidos deberán venir acompañados por el pago, que incluirá los gastos de envio, tal como se indicóanteriormente.El pago puede realizarse mediante cheque conformado de cualquier banco residente en territorio español, giro postalanticipado, tarjeta VISA (en este caso debe indicarse la fecha de caducidad, domicilio del propietario de la tarjeta y firmadel mismo).Nunca se deberá enviar dinero en metálico con el pedido. Los cheques y los giros postales deben ser nominativos a laorden de VIDELEC S.L.

SUSCRIPCIONES A LA REVISTA Y EJEMPLARES ATRASADOS

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

COMPONENTES UTILIZADOS EN LOS PROYECTOS

Todos los componentes utilizados en los proyectos ofrecidos en las páginas de la Revista se encuentran generalmentedisponibles en cualquier establecimiento especializado o a través de los anunciantes de este ejemplar. Si existiera algunadificultad especial con la obtención de alguna de las partes, se indicará la fuente de suministro en el mismo artículo.Lógicamente los proveedores indicados no son exclusivos y cualquier lector podrá optar por su suministrador habitual.

CONDICIONES GENERALES DE VENTA

Plazo de entrega: El plazo normal será de 2-3 semanas desde la recepción del pedido. No obstante no podemosgarantizar el cumplimiento de este periodo para la totalidad de los pedidos.Devoluciones: Aquellos envios que se encuentren defectuosos o con la falta de alguno de los componentes podrán serdevueltos para su reposición, solicitando previamente nuestro consentimiento mediante llamada telefónica al número(91) 3273797 en horario de oficina. En este caso la persona que llame recibirá un número de devolución que deberáhacer constar al devolver el material en un lugar bien visible. En este caso correrá por nuestra cuenta el gasto de enviode la devolución, debiéndolo hacer así constar el remitente en su oficina postal. A continuación se le enviaránuevamente el pedido solicitado sin ningún gasto para el solicitante.En cualquiera de los casos anteriores, solo se admitirán las devoluciones en un plazo de tiempo de 14 dias contados apartir de la fecha de envio del pedido.Patentes: Algunos de los circuitos o proyectos publicados pueden estar protegidos mediante patente, tanto en laRevista como en los libros técnicos. La editorial LARPRESS no aceptará ninguna responsabilidad derivada de lautilización inadecuada de tales proyectos o circuitos para fines distintos de los meramente personales.Copyright: Todos los dibujos, fotografias, artículos, circuitos impresos, circuitos integrados programados, disquetes ycualquier otro tipo de software publicados en libros y revistas están protegidos por un Copyright y no pueden serreproducidos o transmitidos, en parte o en su totalidad, en ninguna forma ni por ningún medio, incluyendo fotocopiadoo grabación de datos, sin el permiso previo por escrito de Editorial LARPRESS. No obstante, los diseños de circuitos impresos si pueden ser utilizados para uso personal y privado, sin necesidad deobtener un permiso previo.Limitación de responsabilidad: Todos los materiales suministrados a los lectores cumplen la Normativa Internacionalen cuanto a seguridad de componentes electrónicos y deberán ser utilizados y manipulados según las reglasuniversalmente aceptadas para este tipo de productos. Por tanto ni la editorial LARPRESS, ni la empresa suministradorade los materiales a los lectores se hacen responsables de ningún daño producido pos la inadecuada manipulación de losmateriales enviados.

CONSULTORIO TECNICO

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

Código Precio(€)

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

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

Pico PLC:- PCB 010059-1 36,00- Disk, test program 010059-11 9,00

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

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

- PCB 020054-3 19,40Unidad de conmutación complementaria para modelismo R/C:

- PCB 020126-1 19,00- Disk, hex and source files 020126-11 10,00- PIC16C712-041/SO, programmed 020126-41 32,00

Sistema de Desarrollo AVRee:- PCB 020351-1 27,36- Disk, example programs 020351-11 10,00

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

Temporizador Inteligente para Ventilador:- Disk, project software 020170-11 10,00- MSP430F1121, programmed 020170-41 23,50

Sustitución del SAA3049:- PCB 020085-1 27,00- Disk, source and hex code 020085-11 10,00- 87LPC764BN, programmed 020085-41 20,60

Desplazamiento de luces bicolor:- PCB, controller board 010134-1 17,00- PCB, LED board 010134-2 22,00- Disk, project software 010134-11 10,00- AT89C2051-12PC, programmed 010134-41 15,00

E275 ABRIL 2003Analizador Lógico 20/40 MHz:

- PCB 020032-1 32,00- Disk, demo program 020032-11 10,00- AT90S8515-8PC, programmed 020032-41 31,28

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

Medidor de Capacidad con Escala Automática:- PCB 020144-1 15,00- Disk, source and hex files 020144-11 10,00- PIC16F84A-20/P, programmed 020144-41 32,00

Reloj de arena electrónico:- PCB 020036-1 38,00- Disk, project software 020036-11 10,00- PIC16F84A-04/P, programmed 020036-41 32,00

E274 MARZO 2003Sistema de altavoces activo (I):

- PCB 020054-1 16,00Lanzador de Dado RPG Electrónico:

- PCB 020005-1 23,00- Disk, source code file 020005-11 11,14- AT90S4433-8PC, programmed 020005-41 70,24

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

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

E273 FEBRERO 2003CompactFlash Interface para sistemas de microcontrolador:

- PCB 020133-1 12,00- Disk, source code of demo 020133-11 10,00

Bus DCI:- PCB, converter board 010113-1 17,00- PCB, terminal board 010113-2 25,00- Disk, project software and source code 010113-11 10,00- AT90S8515-8PC, programmed 010113-41 43,00

Ampliación de líneas y ADC:- Disk, BASCOM-51 programs 020307-11 10,00

Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:- PCB 020106-1 25,00- Disk, project software 020106-11 10,00- AT89C2051-1, programmed 020106-41 13,00

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

E272 ENERO 2003Emulador de EPROM:

- PCB 024066-1 18,50- Disk, GAL JEDEC listing 024066-11 10,00- GAL 16V89, programmed 024066-31 10,00

Linterna a LED:- Disk, project software 012019-11 10,00- PIC12C672-04/SM, programmed 012019-41 40,00

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

JUNIO 2003

SERVICIOS LECTORES

57Elektor

Monitorizador telefónico de bebé:- PCB 012016-1 20,00- Disk, source and hex files 012016-11 10,00- AT90S1313-10PC, programmed 012016-41 21,00

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

E271 DICIEMBRE 2002Programador AT90S8535:

- PCB 024051-1 16,24

Vatímetro Digital de RF:- PCB 020026-1 26,00- Disk, source code files 020026-11 10,00- PIC16F876-04/SP 020026-41 40,00

Medidor de Nivel de Presión Sonora:- PCB 020122-11 39,25

Alarma de Robo para Moto:- PCB 000191-1 20,00- Disk, source code files 000191-11 10,00- PIC16F84-04/P 000191-41 40,00- PIC16F84-04/P 000191-42 29,35

E270 NOVIEMBRE 2002Receptor de la banda de 20 m:

- PCB 010097-1 28,47

Comprobador de condensadores ESR:- PCB 012022-1 32,00

Microprogramación para emulador EPROM:- Disk, hex file 024107-11 9,78- AT89C2051-12P programmed 024107-41 16,00

Comprobador de continuidad:- PCB 020002-1 9,13

Placa controladora de alta velocidad (II):- PCB 020102-1 24,00

Interface paralela JTAG:- PCB 020008-1 18,00

E269 OCTUBRE 2002Medidas de Distancia mediante Rayos Infrarrojos:

- Disk, project software 020010-11 9,79- 87LPC762, programmed 020010-41 21,38

E268 SEPTIEMBRE 2002Limitador de Audio para DVD:

- PCB 024074-1 27,00

Cambio entre Teclado/Ratón por Pulsador:- PCB 024068-1 20,00

E267 AGOSTO 2002Procesador de Señal de Audio Digital DASP-2002:

- PCB 020091-1 38,59- 27C256, programmed 020091-21 18,94- Set: PCB + 020091-21 020091-C 55,00

Antorcha de diodos LED- PCB 010130-1 26,47

Verificador DMX Portátil - PCB 010203-1 26,47- Disk, source & hex code files 010203-11 11,00- AT90S8515, programmed 010203-41 87,15

Tube Box- PCB 010119-1 22,00

E266 JULIO 2002Regulador de luz DMX:

- PCB 010210-1 50,46- 68HC11F1FN, programmed 010210-41 78,72- Set: PCB + 010210-41 010210-C 124,21

E265 JUNIO 2002Controlador de CompactFlash para Bus IDE:

- PCB 024032-1 20,00

Interface I2C para Bloque Lego RCX:- Disk, project software 010089-11 11,00

Nombre

Domicilio

C.P.

Tel. Fax Fecha

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

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

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

❏ Giro postal. Cuenta Postal (BBVA)

Nº 0182-4919-74-0202708815

❏ Fecha de caducidad:

Número de tarjeta:

Firma:

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

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

Sub-totalGastos envioTotal

✂

✂

Los precios y las descripciones están sujetas acambio. La editorial se reserva el derecho decambiar los precios sin notificación previa. Losprecios y las descripciones aquí indicadas anulanlas de los anteriores números de la revista.

3

Código Precio(€)

Código Precio(€)

CUPON DE PEDIDO

SERVICIOS LECTORES

58 Elektor

Interface LPT/DMX:- PCB 010212-1 22,21- Disk, source code files & program 010212-11 11,00- AT90S8515-8PC, programmed 010212-41 89,00

Receptor de Infrarrojos Multi-estándar:- PCB 012018-1 18,00- Disk, project software 012018-11 11,00- P87LPC764BN, programmed 012018-41 25,00

Interfaz Serie para el Bus 1-Wire de Dallas:- PCB 020022-1 15,00

E264 MAYO 2002Sistema de Medida de Velocidad:

- PCB 010206-1 25,74- Disk, source and hex files 010206-11 11,38- 87LPC762, programmed 010206-41 24,34

Control Remoto de Procesos utilizando un Teléfono Móvil (2):- PCB 010087-1 30,81- Disk, project software 010087-11 11,38- GAL16V8, programmed 010087-31 11,33

Sencillo Programador para Micros AVR:- PCB 010055-1 30,14- Disk, project software 010055-11 11,13- Set: PCB + 010055-11 010055-C 30,08

Receptor de Banda VHF:- PCB 010064-1 30,54

CI multi-propósito para modelismo (II):- PCB, speed controller 010008-1 11,00- PCB, hot glow/go-slow 010008-3 11,00- Disk, source code files 010008-11 14,00- 87LPC762BN, programmed 010008-41 23,47

E263 ABRIL 2002Panel Mezclador de Luces:

- PCB 0000162-1 78,00

Circuito integrado multipropósito para modelismo (I):- PCB, servo reserve 010008-2 10,58- PCB, 2-channel switch 010008-4 10,58- Disk, source code files 010008-11 13,44- 87LPC762BN programmed 010008-41 23,00

Sistema de Desarrollo PICee:- PCB 010062-1 38,39- Disk, example programs 010062-11 11,00- Set: PCB + 010062-11 010062-C 44,00

Amplificador Final Versátil:- PCB, amplifier 010049-1 20,00- PCB, power supply 010049-2 33,00

E262 MARZO 2002Interfaz de disco duro para puerto de impresora:

- PCB 010047-1 25,59- Disk, project software 010047-11 10,84- 7064LC84-15, programmed 010047-31 73,21

Iluminación y caja de cambios:- Disk, project software 010204-11 10,86- PIC16C57, programmed 010204-41 25,40

Interrogador maestro:- PCB, transmitter and receiver 010030-1 39,00- Disk, project software 010030-11 11,00- PIC17C44-16/P, programmed 010030-41 59,30

E261 FEBRERO 2002Placa microcontroladora flash para 89S8252:

- PCB 010208-1 32,00- Disk, project software 010208-11 11,00

Medidor de descarga/capacidad de batería:- PCB set 010201-1 34,03- Disk set, project sofware 010201-11 19,00- ST62T65B6, programmed 010201-41 40,00

Cerradura electrónica codificada:- PCB 004003-1 22,54- Disk, project softtware 006001-1 11,00- PIC16F84-04/P, programmed 006501-1 31,28

Fuente de alimentación digital para laboratorio:- PCB 000166-1 25,00- Disk set, project software 000166-11 13,44- PIC16F84A-04P, programmed 1A version 000166-41 43,00- PIC16F84A-04P, programmed 2.5 version 000166-42 43,00

Control remoto RC5:- Disk, project software 000189-11 11,00- Attiny22L-8PC, programmed 000189-41 20,00

UART USB:- PCB 010207-1 37,93- Disk, project software 010207-11 18,00- CY7C63001A, programmed 010207-41 63,02- Set: PCB + 010207-11 + 010207-41 010207-C 86,00

E260 ENERO 2002Control remoto PCM en miniatura (2):

- Transmitter PCB 010205-1 23,52- Receiver PCB 010205-2 19,84- 87LPC768FN, programmed 010205-41 37,36- 87LPC762BN, programmed 010205-42 23,20- Disk, project software 010205-11 11,01

Medidor de capacidad y descarga de batería:- PCB, includes discharger PCB 010201-1 34,53- ST62T65, programmed 010201-41 49,16- Disk, project software 010201-11 19,24Demultiplexor DMX de 8 canales:- PCB 010002-1 41,05- EPROM 27C256 (programmed) 010002-21 18,91- Disk, project software 010002-11 13,64

E259 DICIEMBRE 2001Analizador de códigos de IR:

- 87LPC764, programmed 010029-41 25,88- disk, source code 010029-11 11,02

Saltador:- PCB 010038-1 17,05- 89C2051, programmed 010038-41 21,33- disk, source code 010038-11 10,83

Espionaje de datos en la línea RS232:- PCB 010041-1 10,84

E258 NOVIEMBRE 2001Programador de Micro AVR Atmel:

- PCB 010005-1 28,12- Disk, project software 010005-11 13,35- AT89C2051-12PC, programmed 010005-41 21,22- Set: PCB + 010005-11 + 010005-41 010005-C 52,57

Módulo gráfico LCD para microprocesadores 8051:- PCB 000134-1 15,23- Disk, project software 000134-11 10,77- Set: PCB + 000134-11 000134-C 21,29

Interface I2C para Servo:- Disk, project software 010006-11 10,77

Miniservidor WEB personal:- PCB 010036-1 17,93- Disk, project software 010036-11 10,90- GAL 16V8, programmed 010036-31 20,90

E257 OCTUBRE 2001Conversor de 12 a 24V:

- PCB 014025-1 20,19Control remoto por infrarrojos para PCs:- AT90S2313, programmed 000170-41 29,02

E256 SEPTIEMBRE 2001Interface I2C para puerto RS232:

- Disk, project sofware 010045-11 10,90

Dispositivo para concurso:- Disk, project sofware 000190-11 10,96

E255 AGOSTO 2001PLC DCI:

- PCB 000163-1 47,15- Disk, project software 000163-11 11,62- Set: PCB + 000163-11 000163-C 54,66

SMPSU para automóvil:- PCB 000193-1 23,09

Metrónomo y diapasón:- PCB 000198-1 38,62- Disk, project software 000198-11 11,55- PIC 16F84, programmed 000198-41 31,77

Display de Matriz de Puntos Modular:- Disk, project software 010021-11 11,55- AT89C2051 programmed 010021-41 22,55

Tarjeta de 32 canales de entradas analógicas:- PCB 004090-1 29,52

E254 JULIO 2001Mayor-Domo:

- PCB 000184-1 27,60- Disk, project software 000184-11 11,49- AT90S8515, programmed 000184-41 59,28

Control remoto para modelismo:- PCB 000160-1 18,97- Disk, project software 000160-11 11,49- COP8782, programmed 000160-41 27,60

Taladradora para PCB:- PCB 010024-1 52,96- GAL16R8-25C, programmed 010024-31 16,11- PIC16C64-20, programmed 010024-41 37,39- Set: PCB + 010024-31 + 010024-41 010024-C 98,92

Amplificador de potencia a válvulas HiFi PPP:- PCBs available from Experience Electronics

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LIBROS

59Elektor

Elektor ofrece a sus lectores una selección de libros técnicos de gran valor para aficionados y profesionales. Todos ellos están escritos en inglés, elidioma más utilizado en el ámbito técnico.

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ORDENADOR

60 Elektor

En la actualidad están comenzando a verse en elmercado cajas de ordenador con ventanas e ilu-minación interna que nos muestran su interior.Éste es un mundo especial para aquellos que sedecantan por este tipo de montajes de PCs. Así,existen diferentes modificaciones cuyos bene-ficios pueden ser más o menos justificables, yexisten otras que tienen un propósito muy útil.

Por ejemplo, la temperatura en el interior dela caja de un ordenador es un parámetro impor-tante a tener en cuenta. Dependiendo del pro-cesador, de los ventiladores y de las condicio-nes ambientales, la temperatura puede aumen-tar hasta el punto en el que el funcionamientodel microprocesador no está garantizado sinriesgo de que surjan algunos problemas. Exis-ten algunas pantallas especiales, a menudo enconjunción con los sistemas de ventilación, queofrecen la lectura de esta temperatura. Por des-gracia, estas pantallas ocupan una bahía de 3,5” o de 5,25” en la caja del ordenador. Pero tam-bién tenemos que recordar que los PCs dispo-nen de un diodo LED verde, amarillo o rojo, quesirve para indicarnos que el ordenador estáencendido. ¿Por qué no utilizar este sencilloindicador para ofrecer funciones adicionalescomo mostrar la temperatura en el interior de lacaja de la CPU?

Antes de comenzarAntes de que podamos construir un indicadorde temperatura lo primero que tendremos quehacer es determinar el rango de temperatura en

el cual debe de funcionar. Así, las casasIntel y AMD especifican el funciona-miento de sus procesadores para tem-peraturas comprendidas entre 40° y45° C en el interior de la caja. Si no esposible disponer de un ventilador espe-cífico barato, no será posible retirar deforma efectiva el calor generado por elprocesador a temperaturas superioresa 70° C. En cualquier caso, la tempera-tura límite de funcionamiento es de125° C, como máximo, en la uniónentre el radiador y el microprocesador.Un ordenador de oficina normalmenteserá utilizado en un entorno que sueletener aire acondicionado y en muchasocasiones cualquier usuario puededesear que su ordenador funcione atemperatura ambiente por debajo delos 15° C, de manera que los elementosdel ordenador estén un poco por debajode esta temperatura.

Por tanto, no estaríamos fuera delugar si configuráramos nuestro rangode medida entre los + 10° y los + 70° C.Utilizando estos valores podemos usarlas superficies superiores de los discosduros y los radiadores como puntosdonde realizar la medida de tempera-tura. El sensor de temperatura emple-ado debe ser un modelo que se puedaconseguir fácilmente y que, además,sea barato, como puede ser el LM 75 (oel DS 75). La lectura de la temperatura

se puede realizar utilizando un sencillomicrocontrolador como el AT 89C2051,el cual nos permitirá transferir el valorde la temperatura sobre el bus I2C.Podemos utilizar un diodo LED de trescolores como indicador, sustituyendoel diodo LED indicador de encendidode un solo color que, normalmente,viene montado en la caja de nuestroordenador. El diodo LED de varios colo-res está construido a partir del cuatropequeños LEDs que se combinan entres colores: uno rojo, uno verde y,debido a su baja intensidad luminosade salida, dos más para el color azul.Para poder dar la impresión de mostrarun único color compuesto, se ha utili-zado un encapsulado difusor de luz. Sidispusiésemos de un diodo LED indi-vidual de este tipo, bastaría con añadiruna lámina de difusor para que se pro-dujese el resultado con el efecto dese-ado. La impresión de ver diferentescolores se consigue controlando los ele-mentos LEDs individuales, utilizandoseñales moduladas en ancho de pulso,provenientes del microcontrolador.

El circuitoLa Figura 1 nos muestra el esquemaeléctrico completo que utiliza unmicrocontrolador 89C2051 de la casaAtmel. El hermano pequeño de este

Indicador de Temperatura para PCÚtil y decorativo Diseñado por A. Köhler

Además del uso puramente funcional, el PC también tiene una posicióncomo un símbolo de “status”. Así, los nuevos ordenadores que salen almercado tienen que hacer gala de alguna novedad para que sean másllamativos y, si además, esa novedad sirve para algún propósito útilmucho mejor.

Los programasLa parte más interesante de este proyecto es elprograma. El programa está disponible comocódigo fuente y también compilado en Inter-net, en el sitio web de Elektor (que es gratuito)y en disquetes con código de pedido 020380-11 (para el que existe un pequeño coste fijo). Sino queremos o no deseamos programar el

componente, el 89C1051 (que ofrece 1Kbyte de memoria), también puedeusarse en el circuito. El circuito dereset presente en el terminal 1 no escrítico: el valor del condensador puedeser cualquiera comprendido entre 1 y10 μF, mientras que la resistenciapoder tomar cualquier valor compren-dido entre 10 y 50 KW. Del mismomodo, el circuito oscilador colocadoentre los terminales 4 y 5 tampoco escrítico: se han probado cristales decuarzo con frecuencias comprendidasentre 7,3728 y 14,318 MHz. El diodoLED de tres colores está conectado através de un transistor PNP que locontrola. Se ha utilizado un diodo LEDde 5 mm en un encapsulado difusor:componentes válidos de este tipopodemos encontrarlos, por ejemplo, enla casa Reichelt Electronics (www.rei-chelt.de) y en Conrad Electronics(código de pedido 185353, www.int.conradcom.de). El diodo LED ha sidofabricado por la casa Kingbright, bajoel código de pedido LF59EMBGMBW.Debemos advertir que muchos com-ponentes anunciados como diodos“LED tricolores” no son adecuadospara esta aplicación. El componentede la casa Kingbright que necesita-mos dispone de seis terminales (vertambién las hojas de característicasque se pueden encontrar en el servi-dor web de la casa Conrad).

Cada transistor BC 557 dispone deuna resistencia base serie y una re-sistencia”push-pull” para asegurarque el transistor se desconecta total-mente. Debido a las diferentes ten-siones inversas y a las diferentesintensidades de luz de los diodosLED, se requiere utilizar tambiéndiferentes valores de resistencias

para limitar la corriente. Estos valo-res de resistencia pueden ajustarse,ya que el diodo LED dispone de unatolerancia relativamente amplia.

El puerto Port 1.0 controla el diodoLED verde, el puerto Port 1.1 lo hacecon el diodo LED azul y, por último, elpuerto Port 1.2 hace lo propio con eldiodo LED rojo. La corriente del diodoLED debe estar en torno a los 20 mA.La comunicación con el sensor detemperatura se realiza sobre los puertosPort 1.4 (la señal de reloj SCL) y Port 1.5(la señal de datos SDA). El sensor detemperatura LM 75CIM5 (la versión de+ 5 V) tiene su dirección de escrituraconfigurada en 90H, mientras que sudirección de lectura es la 91H, segúnlos niveles de las líneas A2, A1 y A0.

ORDENADOR

AT89C2051

P3.2

P3.3

P1.0

P1.1P3.0

P3.1

P3.4

P3.5

IC1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

P3.7

RST

X1 X2

20

10

12

13

14

15

16

17

18

19

11

5 4

2

3

1

6

7

8

9

020380 - 11

LM75

IC2

SCL

SDA OS

A0

A1

A2

3

8

4

1

2

7

6

5

X1

11.0592MHz

C3

22p

C4

22p

T2

BC557

T1

BC557T3

BC557

R110k

R210k

R310k

R4

2k2

R5

220Ω

D1

R6

2k2

R7

560Ω

D2

R8

560Ω

D3

R10

330Ω

D4

R9

2k2

R11

22k

C1

10μ

+5V

C2

100n10V

green blue blue red

Figura 1. Sencillo esquema eléctrico del indicador de temperatura.

Descargas gratuitasFichero con código fuente (en alemán) yfichero hexadecimal para la programacióndel microcontrolador. Fichero nº: 020380-11.zipwww.elektor-electronics.co.uk/dl/dl.htm(seleccionar mes de publicación).

componente por nosotros mismos, tambiénestá disponible un microcontrolador ya pro-gramado con código de pedido 020380-41.

Los detalles del programa pueden verse enel listado del mismo. El programa utilizamodulación de ancho de pulso, controlado porun lazo de programa en lugar de utilizar tem-porizadores internos. El programa comienzacon la inicialización de los puertos de salida.Se ha asignado un registro para cada color, demanera que en él se almacena el tiempodurante el cual el correspondiente diodo LEDestará iluminado. A continuación, el pro-grama selecciona el registro de temperaturadel LM 75 y le da el valor de temperaturaalmacenado en él. Solamente se han utilizadolos cuatro bits más significativos. Los cuatrobits menos significativos de la lectura de tem-peratura serán ignorados. Puesto que no seha utilizado el rango completo de temperaturade este componente, la escala de temperaturase ha desplazado para que comience a 10° C,restando “0AH” al valor leído. Este valor tieneque convertirse en un valor que se corres-ponda a un color. Cada valor de color estácompuesto por tres constantes de tiempo quedeterminan la duración del correspondientediodo LED de color primario que será ilumi-nado. Las constantes de tiempo se obtienena partir de una tabla indexada por la tempe-ratura. La rutina ZAU es la encargada de quese muestre el valor del color.

El puntero de datos se usa para apuntaren el interior del contenido de la tabla losvalores de tiempo de iluminación. Cada valorde temperatura utiliza tres bytes de espacio

en la tabla. El primer byte propor-ciona el tiempo durante el que eldiodo LED verde estará iluminado.El diodo LED verde se enciende y seintroduce un lazo de retardo. Lomismo sucede para los diodos LEDsazul y rojo. Los diodos LEDs de colorprimario se controlan en el interiorde un lazo que se ejecuta 255 veces,de manera que el ojo no puede dis-tinguir los colores individuales. Enlugar de ello, se da la impresión deun color y una intensidad particular,dependiendo de la constante detiempo y, por lo tanto, de la tempe-ratura.

Un punto particular a señalar esque el valor 00H para una ciertaconstante de tiempo se correspondecon el periodo de iluminaciónmáximo posible, ya que la primeravez que se ejecuta la instrucciónDJNZ en el lazo, se produce un des-bordamiento. Con un valor de 01Hel período de iluminación es tanbreve que es prácticamente invisi-ble al ojo. La rutina de retardo ZEITse emplea para aumentar el periodode iluminación (de otro modo muycorto). Si se cambia la frecuenciadel cristal puede que sea necesarioajustar de alguna manera esteretardo. Los valores proporcionadoshan sido verificados con un cristalde 11,0592 MHz. Los colores pue-den cambiarse modificando los

valores en la tabla.El programa ejemplo que se pro-

porciona indica una temperaturabaja con un color azul. A medidaque la temperatura aumenta, seincrementa la proporción de verdeen el color. A una temperatura de 35° C el diodo LED verde es el únicoque está encendido, si la tempera-tura aumenta más allá, se añadeparte de rojo en el color. A partir delos 50° C sólo se ilumina el diodoLED rojo.

Puesto que el máximo desplaza-miento disponible es de 255 (se uti-liza un registro de ocho bits para latemperatura), la tabla sólo puedeextenderse hasta los 70° C, pero pro-bablemente ningún ordenador de ofi-cina funcionará por encima de estatemperatura. La comunicación con elsensor de temperatura utiliza las ruti-nas del bus I2C START, STOP, READy WRITE en su configuración míni-ma. En el bus I2C no se ha propor-cionado una gestión de errores paradetectar errores en la trasmisión,aunque no tendrá grandes conse-cuencias. Con el listado del códigofuente en la mano no debe ser difícilrealizar modificaciones para la visua-lización.

(020380-1)

ORDENADOR

62 Elektor

CORRECCIONESYERRATAS

Filtros de cruce contubos de vacío

Nº 274, (020297-1)

En los dibujos de la Figura 3, página 33 delartículo, hay varios errores.

En la Figura 3a, se muestran dos cone-xiones que no son necesarias y que ademásdañarían el montaje, mientras que las eti-quetas ‘115 V’ y ‘230 V’ en las figuras 3a y3b deberían ser transpuestas. Tambiéntodos los transformadores secundarios debe-rían estar marcados con ‘115 V’, no ’15 V’.Para evitar que estos cambios no se entien-dan, hemos hecho los dibujos de formacorrecta.

115VAC

115VAC

115VAC

15VAC

15VAC

A

115VAC

115VAC

230VAC

020297- 13

15VAC

15VAC

B

DVD, DivX y otros formatos de Vídeo DigitalPor Julio CrespoViñegraISBN 84-415-1541-7448 páginasEditorial AnayaMultimedia

La revolución digital que es-tamos viviendo ha puesto anuestro alcance tanto elsoftware como el hardwarenecesarios, para poder rea-lizar de forma fácil y senci-lla tareas que hasta hacepoco tiempo sólo estaban alalcance de los profesionalesde la edición de vídeo. El cambio del vídeo analó-gico al vídeo digital, juntocon la aparición de las vi-deocámaras digitales, haincrementado el interés delos aficionados por todo lorelacionado con el vídeo di-gital (edición, producción,así como la conversión endiferentes formatos). En esta obra podrá encon-trar todo lo que necesitapara realizar un completoproceso de conversión deun DVD a CD en los forma-tos DivX, MPG, XviD, VCD,SVCD, MOV, RM, con soni-do AC3 Dolby Digital, MP3y OGG. Mediante brevesejemplos con los programasde creación más importan-tes de cada categoría (ex-tractores, encoders, edito-res de vídeo y utilidades),aprenderá a dominar la cre-ación de sus propias pro-ducciones y crear copias deseguridad de sus películas. Incluye CD-ROM con dife-rentes utilidades y herra-mientas que le resultarán degran utilidad para llevar acabo sus propias películas.

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GNU/Linux es una platafor-ma para el desarrollo de apli-caciones aceptada mundial-mente por usuarios, institu-ciones y gobiernos para lacual hay disponibles multi-tud de lenguajes, bibliotecasy herramientas que, en sumayor parte, siguen la filo-sofía de código de uso libre. Linux es el sistema operati-vo para el que existe unmayor número de lenguajes,compiladores, bibliotecas yotras herramientas de des-arrollo, lo cual permite a losprogramadores elegir lo quemás se adecúa a los conoci-mientos y necesidades decada proyecto en particular.El lenguaje de programaciónpor excelencia en Linux esC, ya que gran parte del sis-tema, como ocurriera conUnix, se ha escrito con eselenguaje. En cualquier insta-lación de Linux existe uncompilador de C, así comoarchivos de cabecera y bi-bliotecas estáticas y dinámi-cas. No necesitamos, másque un editor simple y algode documentación, normal-mente también incluida enel sistema, para comenzar aprogramar con el lenguaje C. El objetivo de este libro esintroducirle al mundo de laprogramación en Linux, mos-trándole qué opciones haydisponibles y cuál es su apli-cación concreta. Incluye CD-ROM con losejemplos del libro, bibliote-cas y herramientas de de-sarrollo para GNU/Linux.

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La biblia del Hacker ofreceal lector un una visión de-tallada de la seguridad in-formática en ordenadores,redes e Internet, con el ob-jetivo de conseguir la má-xima seguridad en sus sis-temas. Se tratan los méto-dos y técnicas utilizadospor los intrusos así comolas contramedidas utiliza-das en redes Windows yLinux/Unix. Esta obra está dirigidatanto a profesionales téc-nicos como a esas perso-nas con conocimientosmedios de informática quesiempre han deseado des-cubrir y aprender de unamanera guiada, las técni-cas y métodos de incur-sión utilizados por los asal-tantes de ordenadores eInternet, y saber las con-tramedidas adecuadas queel administrador de siste-mas o un usuario tiene asu alcance para neutralizarun ataque. ¡El CD-ROM que acompa-ña al libro contiene VIRUS,TROYANOS y EXPLOITS!Anaya Multimedia no seresponsabiliza del usoinapropiado de los mis-mos. La inclusión de estosarchivos sólo tiene carác-ter didáctico para mostrarlos métodos de ataque ylos respectivos métodos dedefensa.

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Crear una red local de orde-nadores y conectarla a Inter-net utilizando la banda an-cha y alta velocidad, se haconvertido en una tarea co-mún en hogares y empresas.Hoy en día prácticamentetodo el mundo puede realizarconexiones de forma rápiday sencilla, por medio de sim-ples instrucciones que redu-cen costes y aumentan suseguridad y la de la Web. En esta Guía Práctica en-contrará la información ne-cesaria para que la tarea deensamblar, instalar y mani-pular no resulte complicada,aun cuando no se tenganconocimientos sobre redeso hardware informático. Aprenderá a crear una redlocal, doméstica o empresa-rial, conectarla a Internet,compartiendo impresoras yarchivos a partir de ejemplos.Se describe el acceso me-diante DSL y cable, redesconvencionales e inalámbri-cas, así como se argumentanlas ventajas de éstas últimas. Este libro es útil tanto paraprincipiantes como para ex-pertos, que detalla cómo ges-tionar los programas y las re-des. Se trata de una exce-lente guía para redes con-vencionales e inalámbricas,con cable o DSL que culminacon un abanico de términosy explicaciones avanzadas.

LIBROS

63Elektor

ORDENADOR

64 Elektor

Después de un lento y vacilante comienzo,el puerto USB se ha convertido en un ele-mento común e indispensable de los orde-nadores, de tal manera que los últimos orde-nadores que trabajan con velocidades deGHz tan sólo suelen tener un puerto RS 232y en algunos casos ninguno. El interfazUSB–RS 232 compacto que se describe eneste artículo nos permite conseguir quenuestros buenos y viejos periféricos RS 232(como impresoras, sistemas de programa-ción, etc.,) puedan conectarse a un puertoUSB. Los programas controladores gratuitospara los sistemas operativos Win 98, ME,2000, XP, Linux y Apple Macintosh, hacenque la interfaz sea virtualmente transpa-rente, permitiendo que el puerto USB secomporte como una interfaz COM tradicio-nal. El controlador y el circuito de conver-sión de la casa FTDI Chip, con base en Glas-gow, permite un enlace de datos serie com-pleto que se puede configurar a través de unconector RS 232 de nueve terminales, inclu-yendo todas las señales de gestión delpuerto. Un representante en el Reino Unidode la casa FTDI Chip es Alpha Micro Com-ponents Ltd, en Basingstoke (www.alpha-micro.net). En la página “Sales Network”podemos encontrar distribuidores interna-cionales de productos de la casa FTDI Chip,a la cual se puede acceder a través de ladirección www.ftdichip.com. La casa FTDIChip tiene representantes en la mayoría delos países del mundo y dispone de unapágina web muy útil.

Función y arquitectura

Si sólo deseamos informarnos del usodel circuito que estamos descri-biendo, no es necesario conocertodas las entradas y salidas del cir-cuito integrado conversor, aunqueserá muy útil tener una idea de lo queestá sucediendo en el interior de esta“caja negra”.

En la Figura 1 se muestra eldiagrama de bloques simplificado

del circuito integrado FT 232AM,mientras que la asignación de ter-minales se muestra en la Figura 2.Al igual que el circuito integradoFT 245AM, miembro de la familia,el circuito integrado FT 232AM dela casa FTDI Chip es, en esencia,un circuito FIFO serie USB (“FisrtInput, First Output, es decir, Pri-mero en Entrar, Primero en Salir), elcual está controlado por el ordena-dor mediante un puerto COM vir-

Interfaz USB–RS232Una solución compacta para la falta de puertos

Gracias a un circuito integrado especial de la casa FTDI Chip, los periféricosde ordenadores con una interfaz RS 232 pueden conectarse fácilmente a unpuerto USB. Esta solución tan sencilla es ideal si tenemos un periférico queno dispone del correspondiente puerto USB, o si nuestro ordenador portátilno dispone de un puerto RS 232 libre, o ninguna de las dos cosas.

Diseñado por L. Lemmens

a un condensador externo de desacoplo,sino también para que pueda definirse elmodo USB de Alta Velocidad. Con referen-cia al esquema eléctrico del circuito que semuestra en la Figura 3, esto se consigueutilizando la resistencia R6 y llevando lalínea “D +” a nivel de + 3,3 V. Este nivel pro-voca que el dispositivo USB receptor (Host,por ejemplo, el controlador USB del ordena-dor) reconozca nuestro interfaz como un dis-positivo de Alta Velocidad y lo configure

tual. La diferencia entre estos doscomponentes es que el FT 232AMposee una UART que contiene unainterfaz RS 232 que utiliza nivelesTTL. El circuito integrado FT245AM, por su parte, dispone deuna interfaz de ocho bits quemaneja las líneas que permiten elacceso directo a la pila FIFOinterna del circuito integrado. Estohace que el circuito integrado 245sea particularmente interesante sitenemos que actualizar un sistemamicrocontrolador existente con unainterfaz serie adicional. Sin embar-go, debemos señalar que tendre-mos que proporcionar el programanecesario asociado, generado pornosotros mismos.

En el lado del puerto USB, losdos circuitos integrados son idénti-cos y no es sorprendente que con-tengan los mismos controladores enlas secciones más importantes.Desde el punto de vista de lasentradas, un transceptor USB formael enlace con el cable USB y consus dos señales por cable, denomi-nadas “D +” y “D –” para el modoUSB 1.1 de Alta Velocidad. La ten-sión de referencia de 3,3 V, necesa-ria para el transceptor USB, la sumi-nistra un regulador interno de bajacaída de tensión cuya salida estádisponible en el terminal 6 del cir-cuito integrado. Esto no se ha rea-lizado así tan sólo para permitir quela tensión de referencia se aplique

ORDENADOR

65Elektor

x8 Clockmultiplicador

UARTFIFO Controlador

Gestor Interfaz Serie( SIE )

Gestor de Protocolo USB

Generador de Velocidad de

Comunicación

UART

Buffer RX de Doble Puerto

384 Bytes

Buffer TX de Doble Puerto

128 bytes

3.3 VoltLDO

Regulador

USBemisor/receptor

USB DPLL

6MHZoscilador

48MHz

48MHz

12MHzXTIN

XTOUT

USBDP

USBDM

3V3OUT

VCC

TXDRXDRTS#CTS#DTR#DSR#DCD#RI#

InterfazEEPROM

TXDENUSBEN

PWRCTL

TXLED#RXLED#

EECSEESKEEDATA

RCCLK

SLEEP#

020375 - 13

RESET#

TEST

GND

Figura 1. Diagrama de bloques simplificado del conversor USB/RS 232 del tipo FT 232 AM (cortesía de FTDI Chip).

EESK

EEDATA

VCC

RESET#

TEST

3V3OUT

USBDP

USBDM

GN

D

SLEE

P#

RXL

ED#

TXLE

D#

PWR

CTL

USB

EN

TXD

ENVCC

GND

RI#

DCD#DSR#

DTR#

CTS#

RTS#RXD

TXD

VCC

XTO

UT

XTIN

AG

ND

AVC

C

RC

CL K

EEC

S

1

8

9 16

17

24

2532

FTDIFT232AM

XXYY

020375 - 14

Figura 2. Conexión de los terminales del FT232AM en encapsulado QFP ( 7 x 7 mm)(cortesía de FTDI Chip).

Información de Contacto de FTDI Chip

Future Technology Devices International Ltd., St. George’s Studios, 93-97 St George’s Road, Glasgow G3 6JA, United Kingdom.Tel.: (+44) (0)141 353 2565, Fax: (+44) (0)141 353 2656.URL: www.ftdichip.com

UK distributor:Alpha Micro Components Ltd, Springfield House, Cranes Road, Sherbourne St. John, Basingstoke, Hants RG24 9LJ, United Kingdom.Tel : (+44) (0)1256 851 770, Fax: (+44) (0)1256 851 771.URL: www.alphamicro.net

para un direccionamiento adecuado. En elcaso de un dispositivo de Baja Velocidad, lalínea “D –“ se mantiene a + 3,3 V con laayuda de una resistencia. Detrás del trans-ceptor USB encontramos un bloque funcionalidentificado como “Serial Interfaz Engine”(es decir, “Gestor del Interfaz Serie”), el cualcontrola la conversión paralelo a serie yserie a paralelo de los datos USB. A conti-nuación, el “USB Control Engine” (es decir,“Gestor de Control USB”), procesa la infor-mación de control USB y vigila la comuni-cación con el controlador receptor USB (deacuerdo con el protocolo USB de Bajo Nivel),así como los comandos que definen losparámetros de funcionamiento de la UART.

Los “buffers” para la “recepción” y la “trans-misión” (Dual Port TX Buffer, es decir, BufferTX de Doble Puerto, con 128 bytes de capaci-

dad y el Dual Port RX Buffer, es decir,Buffer RX de Doble Puerto, con 384bytes) se configuran para el inter-cambio de datos en ambas direccio-nes (entre el Gestor de Interfaz Serie ylos registros de la UART). El bloqueidentificado como “UART FIFO Con-troller” (es decir, “Controlador FIFOde UART”) es el responsable del pro-ceso de intercambio entre los dosbuffers y los registros de trasmisión yrecepción de la UART.

Funcionalmente, la propia “UART”no es la misma que podemos encon-trar en un ordenador tradicional. Sufunción es la de proporcionar todaslas señales relevantes para la interfazRS 232, además de para los interfacesRS 422 y RS 485.

El “Baud Rate Generator” (esdecir, el “Generador de Velocidad deComunicación”) permite que la velo-cidad de datos serie pueda configu-rarse entre 300 bits/s y 2 Mbits/s(actualmente, hasta 920 Kbits/s paraRS 232 y hasta 2 Mbits/s para RS 422y RS 485).

La “Interfaz EEPROM”, ubicadaen el interior del circuito integradoFT 232AM, está pensada para reali-zar la conexión de un circuito inte-grado de memoria EEPROM 93C46externo. Aunque el circuito inte-grado FT 232AM trabajará sin mayo-res problemas sin tener que añadiruna memoria de datos no volátil, lainterfaz informará que se trata de undispositivo serie estándar. La

ORDENADOR

66 Elektor

K2

12

4

3

USB-B

K1

SUB-D9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

93C46

IC2PRE

CSSK

DI DO

PE1

8

5

2

3 4

67

X1

6MHz

+5V

R410Ω

R510Ω

R8

1k

R7

1k

D2D1

C3

10n

C7

10μ 16V

+5V

L1

R6

1k5

C2

33n

C8

100n

R9

10k

R12

2k2

C6

100n

FT232AM

PWRCTL

EEDATA

3V3OUT

RESET

USBDP

USBDM

RXLED

TXLED

SLEEP

RCCLK

USBEN

TXDEN

EECS

IC1EESK

XOUT

AGND

TEST

AVCC

X I N

DCD

DSR

RXD

RTS

TXD

CTS

DTR

26

32

13

1727 28

2914

11

12

10

31

30

19

20

24

23

25

22

21

RI18

15

16

1

9

3

5

2

4

6

7

8

T1

BC857R1

100k

R2

470k

R3

100k

C1

10n

+5V

MAX213

T1OUT

T2OUT

R1OUT

R2OUT

T4OUT

T3OUT

R3OUT

R4OUT

R5OUT

R1IN

IC3

T1IN

T2IN

R2IN

T3IN

T4IN

R4IN

R3IN

R5IN

SHDN

C1–

C1+

C2+

C2–

11

14

12

15

1610

V+

V-

13

17

20

21 28

26

23

27

22

1819

24EN

25

7

8

6

9

2

3

45

1

C9

100n

C10

100n

+5V

C12

100n

C11

100n

C13

100n

C14

10μ16V

DCD

DSR

RXD

RTS

TXD

CTS

DTR

RI

C4

100n

C5

100n

R11

470Ω

R10

470Ω

+5V

D–

D+

020375 - 11

AVCC

RCCLK

RESET

Figura 3. Esquema eléctrico de la interfaz USB/RS 232.

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ress

pequeña memoria EEPROM permite que losdatos específicos, como los códigos del iden-tificador de fabricante y de producto (VID, IDdel vendedor; aPID, ID del producto), núme-ros de serie, etc, estén almacenados de formapermanente y sean conocidos por el sistemaoperativo. Debemos señalar que la memoriaEEPROM no es obligatoria cuando dispone-mos de varios convertidores USB/RS 232, queutilizan circuitos integrados de la casa FTDIChips, conectados a un ordenador. Esto esdebido a que los controladores sólo instala-rán los puertos COM virtuales para los con-vertidores con un único número de serie. Sinel número de serie (por ejemplo, sin la memo-ria EEPROM), sólo se puede instalar unpuerto COM virtual.

ORDENADOR

68 Elektor

C1C2

C5

C7

C9

C10

C11

C12

C13

C14D1D2

IC3

K1

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L1 R1R2

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R10

T1

X1020375-1

(C) E

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OR

0203

75-1

(C) E

LEKT

OR

0203

75-1

C3

C4

C6

C8

IC1IC2

R4

R5

R6

R7R8

R9R11

R12

Figura 4. Diagrama de pistas y distribución decomponentes de la placa de circuito impresodiseñada para este interfaz.

LISTA DE MATERIALES

Todos las resistencias ycondensadores son SMD conencapsulado 1206

Resistencias:R1,R3,R10 = 100kR2 = 470kR4,R5 = 10ΩR6 = 1k5R7,R8 = 1kR9 = 10kR11 = 470ΩR12 = 2k2

Condensadores:C1,C3 = 10nFC2 = 33nFC4,C5,C6,C8-C13 = 100nFC7,C14 = 10μF, condensador

electrolítico de 16 V radial

Bobinas: L1 = BLM 31A60IS (Murata) (por

ejemplo, Farnell # 581-094)

Semiconductores:D1,D2 = diodo LED 3 mm de diámetroT1 = BC857IC1 = FT 232 AM o FT 232 BM (FTDI

Chip, código de pedido FT8U232AMIC2 = 93C46 (Opcional)IC3 = MAX213ECWI

Varios: K1 = Conector Sub-D de 9

terminales (hembra). Terminales enángulo recto para montaje en placade circuito impreso

K2 = Conector USB, Tipo B, paramontaje en placa de circuito impreso

X1= Oscilador cerámico de 6 MHz

Figura 5. Placa de nuestro prototipo totalmente acabado y funcional, visto por suparte superior...

Figura 6. ...y por su cara inferior.

265 266 267 268

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273 274 275 276

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COMPLETATU COLECCIÓN

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pre

ss

Esquema Eléctrico

El esquema eléctrico del circuito que semuestra en la Figura 3 parece mucho menoscomplicado de lo que es. En la esquina supe-rior izquierda encontramos un circuito dereset de encendido que está formado por eltransistor T1 y la red de retardo personalizadaR–C. Justo al lado de este circuito está lamemoria (opcional) EEPROM. En la “fila”inmediatamente inferior podemos encontrar,desde la izquierda hacia la derecha, el conec-tor USB-B, el circuito integrado FT 232AM,un MAX 213 y, por último, el conector RS 232.

El circuito recibe su tensión de alimenta-ción de + 5 V desde el ordenador, a travésdel terminal 1 del conector USB (K2). Lapequeña bobina de choque (L1) y el con-densador C7 se encargan de proporcionar lasuficiente cantidad de desacoplo para evi-tar la presencia de ruido en la línea de ali-mentación. Además, todos los circuitosintegrados tienen su propio desacoplo dealimentación.

Como ya hemos mencionado, la resistenciaR6 conecta la línea USB “D +” a la tensión de +3,3 V, de manera que se indique al circuitoreceptor USB que el interfaz es un dispositivode “Alta Velocidad”. La misma resistenciatambién dispara el reconocimiento de un dis-positivo USB cuando el cable interfaz seconecta a un puerto USB del ordenador o enun circuito “Hub”.

Es muy de agradecer la posibilidad de quedispone el circuito integrado FT 232AM decontrolar dos salidas para diodos LEDs, quepermiten activar la visualización de la trans-misión de datos (D1) y de la recepción (D2) delos mismos.

Aunque las dos redes R-C, R11-C4 y R10-C5, son idénticas en valores, sus funcionesson bastante diferentes. La combinación deR10-C5 en el terminal RCCLK realiza la fun-ción de una red de temporización que ase-gura la estabilidad del reloj cuando el circuitointegrado FT 232AM serie “despierta” desdeel modo “Sleep” (“Dormido”), en el momentodel arranque. La otra combinación R-C, esdecir, R11-C4, tan sólo desacopla la tensiónen el terminal AVCC (tensión de alimenta-ción analógica), la cual alimenta el multipli-cador de x8 del reloj interno.

El circuito integrado MAX 213 y su con-densador de carga externa, sólo se utilizanpara convertir la señal de + 5 V en el lado delpuerto RS 232 del circuito integrado FT232AM, en verdaderas señales RS 232 (porejemplo, para que tengan una polaridad balan-ceaba). Normalmente, esto debería significar,aproximadamente, ± 12 V, pero, en la práctica,tan sólo se consiguen ± 8 V, con un máximode hasta ± 10 V.

ORDENADOR

70 Elektor

1

3 2

4 1

234

23 4

421 1 = +5V2 = D-3 = D+4 = GND

1 = +5V2 = D-3 = D+4 = GND

020375 - 12

3USB-A

USB-B

Figura 7. Asignación de terminales en los conectores USB-A y USB-B.

Instalación Como todos sabemos, los dispositivos USB pueden conectarse “en caliente”sobre el ordenador. El sistema operativo reconocerá la interfaz y solicitará el con-trolador asociado. Dicho controlador puede descargarse de la página de controla-dores y utilidades de la web de la casa FTDI Chip. El denominado controladorVirtual COM Port (VCP, es decir, Puerto COM Virtual) se configura para que lainterfaz se comporte como un puerto serie ordinario. Existen controladores paraWindows, para el sistema operativo Mac y para Linux. En nuestro caso asumimosque estamos utilizando controladores para Windows.

Una vez instalado el controlador, el puerto COM simulado puede ser direccionadopor las distintas aplicaciones de la misma manera en que se accedería a un puertoserie regular del sistema. Para los lenguajes de alto nivel como Delphi y C ++ sepermite utilizar “componentes” como Tcomport para realizar la comunicación conla interfaz serie. Si en lugar de esto estamos realizando nuestra propia programa-ción, recomendamos utilizar el “D2XX “Direct” Drivers” (Controladores“Directos” D2XX) para Windows en lugar del controlador VCP. Debemos utilizarun controlador directo para poder programar la memoria EEPROM externa.

Los controladores VCP de Windows copiados desde la página web de FTDI vienenen dos versiones: con y sin PNP. Esto no tiene nada que ver con el propio interfaz(el cual siempre será reconocido automáticamente por Windows). Tan sólo tienerelación con el circuito conectado a la interfaz (ver el apartado “Programas”).El controlador VCP descargado viene en un fichero .zip que contiene los contro-ladores para Windows 98, ME, 2000 y XP. El fichero comprimido .zip se tiene quedescomprimir sobre el disco duro. La página web de la casa FTDI Chip propor-ciona documentación extensa de las últimas novedades sobre el programa y suproceso de instalación.

El sistema operativo Windows lanzará automáticamente su “New HardwareWizard” (“entorno de detección de nuevo circuitos”), en el momento en que lainterfaz se conecte al puerto USB del ordenador. A continuación nos preguntarásobre la localización donde el sistema operativo puede encontrar los controlado-res. Tendremos que buscar en nuestro disco duro para averiguar el lugar dondeestán los ficheros descomprimidos. Después de un cierto tiempo, la aplicación deinstalación encontrará el fichero FTDIBUS.INF e instalará los controladores y elprograma asociado para la interfaz.

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Placa del circuito

Aunque el esquema eléctrico del circuitoesté bastante ordenado y parezca sencillo,no podemos decir lo mismo de la placa delcircuito impreso que se muestra en laFigura 4. La principal razón para esta dis-crepancia se encuentra en el uso de com-ponentes SMD. Además, la placa de circuitoimpreso es de doble cara y dispone de tala-dros pasantes, de modo que tiene compo-nentes montados en ambas caras. Aquellosque ya tengan experiencia en el trabajo concomponentes SMD no se sentirán disuadi-dos por este diagrama de pistas extremada-mente complejo. Afortunadamente, paraaquellos con menos conocimientos en esteárea, Elektor ha publicado recientemente uncierto número de artículos muy útiles quetratan sobre el tema de soltar componentesSMD (ver el apartado “Referencias” al finalde este artículo). Para los principiantes esrecomendable que se preparen, leyendoestos artículos y adquiriendo la experienciapráctica sobre algunas placas y componen-tes SMD (defectuosos), para evitar erroresen el presente proyecto.

La placa vacía se monta en primer lugarcon los componentes SMD y, a continua-ción, con los conectores y zócalos. Uno delos conectores es un modelo USB tipo “B”,para el que se muestra su distribución determinales en la Figura 7. La otra variantedel conector, llamado USB “A”, está siemprecolocado en el lado del ordenador o del dis-positivo Hub, mientras que el tipo “B” debeestar situado siempre en el lado del equipoque se conecta hacia el ordenador. A travésdel cable USB el conector tipo “A” propor-ciona la corriente necesaria al conector “B”,del lado del dispositivo USB. En nuestrocaso, esta corriente se utiliza para alimen-tar la placa del conversor USB–RS 232. Loscables USB siempre contienen una conexiónde hilos 1:1.

ORDENADOR

72 Elektor

Figura 8. Después de la instalación debemos encontrar un nuevo “USB SerialCOM Port”, es decir, “Puerto COM Serie USB”, bajo el apartado “Port”(“Puertos”), en el Gestor de Dispositivos (8a), y un nuevo “USB High Speed SerialConverter”, es decir, “Conversor USB de Alta Velocidad Serie”, bajo el apartado“Universal Serial Cus Controler” (“Controlador de Bus Serie Universal”), (8b).

Figura 9. Programa herramienta para la programación (opcional) de la informacióndel PID y del VID, en la memoria EEPROM 93C46.

Nota: En el momento de escribir este artículo hemos sido avisados por FTDI Chip deque el circuito integrado FT 232AM ha sido sustituido por el circuito integrado FT 232BM.

a

b

Descargas Gratuitas– Información de la distribución de pistas de la

placa de circuito impreso (PCB), en fichero

pdf, en www.elektor-electronics.co.uk/

dl/dl.htm. Seleccione el nombre de fichero

020375-11.zip y mes de publicación.

– Hojas de características del circuito inte-

grado FT 232AM, más controladores,

información de módulos ya construidos,

etc., en www.ftdichip.com

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Si usted no desea realizar el montaje de pro-yectos sobre placas de ordenador, y en par-ticular con componentes SMD, nos agradacomunicarle que la casa FTDI Chip tambiénproporciona módulos interfaz USB–RS 232 yaconstruidos, bajo el código de pedido DLP –USB232M (vea su página web para másdetalles). Estos módulos disponen de todaslas conexiones presentes en los terminalesde salida de un conector DIP estándar de0,6” de ancho.

ProgramasAntes de conectar el circuito en el puertoUSB de nuestro ordenador, realizaremosuna nueva inspección visual al trabajo rea-lizado, utilizando, si es necesario, una lupapara ver con mayor detalle las soldadurasSMD realizadas.

A continuación descargaremos los con-troladores necesarios de la casa FTDI Chipdesde su página web. Los controladoresestán disponibles para todas las versionesmás conocidas de Windows, así como paralas plataformas de Macintosh y Linux. Enfunción de las versiones de Windows queestemos usando, será necesario emplear loscontroladores correspondientes, teniendo encuenta que están disponibles con y sinsoporte PNP (Plug & Play). Este último es eldenominado “non-PNP”. La diferencia espequeña pero esencial. Los controladorescon soporte PNP tan sólo deben usarsecuando el periférico conectado al ordenadora través de la interfaz USB/RS 232 tambiénhaya instalado sus controladores medianteel soporte Windows PNP. En otras palabras,en caso de duda utilizaremos en primerlugar los controladores non-PNP para evitarproblemas. Los problemas típicos que pode-mos encontrar con controladores que sopor-tan PNP incluyen un arranque más lento yerrores de identificación de un conversorUSB/RS 232 como un dispositivo apuntador,lo que se traducirá en un fallo de funciona-miento del ratón. Para Windows XP existeuna herramienta adicional XPNPNP quepermite la función de que los dispositivosPlug & Play puedan desconectarse de lasinterfaces serie FTDI.

Con el controlador correcto almacenadode forma segura en un subdirectorio, pode-mos comenzar el proceso de instalaciónconectando la interfaz USB/RS 232 a unpuerto USB de nuestro ordenador. Despuésde un corto periodo de tiempo, Windowsnos informará de que un nuevo dispositivoUSB ha sido encontrado. Si no existen refe-rencias del dispositivo USB, esto querrá

decir que existe un problema ennuestra pequeña placa. En algunoscasos, todo lo que tenemos quehacer es desconectar el conectorUSB, esperar unos segundos einsertarlo de nuevo, por lo queintentaremos siempre hacer esto enprimer lugar. Cuando todo funcionecorrectamente, lo que tendremosque hacer es buscar en el discoduro de nuestro ordenador elfichero FTDIUSB.INF y realizar elresto del proceso de instalación.Una vez acabado dicho proceso,dispondremos de un nuevo puertoserie en nuestro sistema que podre-mos ver y verificar realizando lossiguientes pasos: Inicio ➛ Configu-ración ➛ Panel de Control ➛ Sis-tema ➛ Gestor de Dispositivos. Siabrimos la opción “Puertos (COM &LPT)”, deberemos poder ver unnuevo elemento denominado “USBSerial Port (COMx)”, tal y como semuestra en la Figura 8a.

Durante la instalación se han ins-talado dos controladores que estánentrelazados uno con otro. Uno deellos proporciona el puerto COM vir-tual que se encuentra como unnuevo dispositivo en el “Gestor deDispositivos”. El otro controladorasegura que en el lado USB del cir-cuito integrado FT 232AM, apareceun dispositivo USB en el subdirec-torio “Universal Serial Bus Contro-ller” (“Controlador de Bus Serie Uni-versal”, ver Figura 8b).

La Figura 9 muestra la ventanade programación de la herramientadisponible para programar lamemoria EEPROM conectada al cir-cuito integrado FT 232AM. Estapequeña herramienta tambiénpuede descargarse de la páginaweb de la casa FTDI Chip. Es posi-ble que los equipos OEMs (Fabri-cantes de Equipos Originales) des-een utilizar esta herramienta paraprogramar sus propios VID y PID. Sino disponemos de un VID y un PIDasignado, podemos omitirlos oprescindir de la memoria EEPROMcompleta. Existe aún otra posibili-dad que es la de recurrir a los PIDs yVIDs reservados por la casa FTDIChip. Así, para el circuito integradoFT 232AM su VID es 0403 y su PIDes 6001. Podemos encontrar unadescripción más extensa de losactuales elementos de esta opciónen las instrucciones de programa-

ción proporcionadas por la casaFTDI Chip que podemos descargargratuitamente.

Por último, debemos hacer men-ción de que, por supuesto, existenlímites en las prestaciones de unconversor que actúa como simula-dor de puerto RS 232. El control delflujo de datos es esencial para ase-gurar una conversión libre de erro-res entre datos RS 232 y datos USB,de manera que se evite la produc-ción de sobrescritura en losdos”buffers” existentes en el interiordel circuito integrado FT 232AM (de128 bytes y 384 bytes). Si se produ-jese esta situación deberíamos per-der bytes de información en el pro-ceso de conversión y es más proba-ble que suceda cuando trabajemoscon velocidades elevadas de datosy no estemos utilizando señales degestión de la comunicación (hands-haking).

(020375-1)

Literatura:– Programación de un controlador USB,

Elektor Nº 271 y 272.– ¿SMD? ¡Sin miedo!,

Elektor Nº 274 y 275.

ORDENADOR

74 Elektor

(C) ELEKTOR

010131-1

010131-1 Controlador de luces de discoteca de 8 canales

(C) ELEKTOR010059-1

010059 Pico PLC

(C) ELEKTOR020054-4

020054-4 Simple chip para Control de Tono