Elektor 299 (Abril)

LA REVISTA INTERNACIONAL DE ELECTRONICA Y ORDENADORES Nº 299 4 €

– El Espectro de lasFrecuencias de Radio

– El Espectro de lasFrecuencias de Radio

– Conectividadsin Hilos

– Conectividadsin Hilos

Bicho Caminador Bicho Caminador

Un vistazo

Constrúyelos Todas lasrevistas del

año 1993en CD

Todas lasrevistas delaño 1993

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ibida la reproducción, duplicación, o alquiler de p,sin la expresa autoriza

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MarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembre

DiciembreRobótica Elemental:Robótica Elemental:

WIRELESSWIRELESS

– Micrófonosin Hilos

– Micrófonosin Hilos

– Detector RFIDpara 13,56 MHz

– Detector RFIDpara 13,56 MHz

Montajes de Proyectos

34 Micrófono sin Hilos

46 Termómetro Remoto para el Ordenador

52 Bicho Caminador

56 Detector RFID a 13,56 MHz

Articulos Informativos

6 Conectividad sin Hilos

32 Adentrándonos en la Detección RF

42 El Espectro de Radiofrecuencia

68 E-Online: Internet Gratis (no) Existe

70 Delphi para Ingenieros Electrónicos (II)

Regulares

16 Noticias

31 Ojeada al próximo número

41 PCB

51 Libros

61 EPS

64 Charlas de laboratorio:- Bases del diseño de PCB (I)

67 Nuevos Libros

Contenido

Nº 299ABRIL 2005

RedacciónVIDELEC, S.L.

DirecciónEduardo CorralColaboradoresJose Mª Villoch, Pablo de la Muñoza, Andrés Ferrer,José Muñoz Carmona.

PublicidadDirección: Julio [email protected]: Gema Sustaeta [email protected]

Delegación CataluñaAD PRESS, S.L. Director:Isidro Á. IglesiasPublicidad:Laura MuñozComte d’Urgell, 165-167, B-1º-3ª 08036 BarcelonaTel.: +34 93 451 89 07 - Fax: +34 93 451 83 23email: [email protected]

EDITORMartín Gabilondo ViqueiraSUBDIRECTOR GENERAL José Manuel Alonso VigueraDIRECTOR COMERCIALAmador MorenoDIRECTOR DE EXPANSIÓNRafael MorilloDIRECTOR DE PRODUCCIÓNAndrés ValladolidDIRECTOR DE PUBLICACIONESJuan Francisco CalleDIRECTORA DE ADMINISTRACIÓNMar MolpeceresREDACCIÓN, PUBLICIDAD Y SUSCRIPCIONESC/Valportillo Primera, 11, 28108 Alcobendas, MadridTeléfono: 91 662 21 37 Fax: 91 662 26 54www.grupov.es

ServiciosRedacción, traducciones y maquetaciónVIDELEC, S.L.

ImprimeIBERGRAPHI 2000 S.L.L.

Distribución en España:S.G.E.L. Avda. Valdelaparra, 29Tel.: 91 657 69 00

Distribución en el ExteriorArgentinaImportadorEdilogo S.A. Av. Belgrano 225, 1º, B C1276ADB Buenos AiresDistribución CapitalDISTRIREDDistribución InteriorD.G.P.ChileImportadorIberoamericana de Ediciones, S.A.C/ Leonor de la Corte, 6035. Quinta Normal. Santiago de ChileMéxicoImportador exclusivoCompañía Importadora de Revistas S.A. de C.V. (“CIRSA”)Negra modelo Nº 6. Col. Alce Blanco Municipio de Naucalpan de Juárez. (53330) Estado de México Tel.: (52-55) 5360-4167 - Fax: (52-55) 5560-7774Distribución Estados: CitemDistribución D.F.: Unión de VoceadoresPortugalImportadorEdiber-Edicao e distrib. de Public. L.D.A.Rua D. Carlos Mascarenhas, 15 - 1000, Lisboa

VenezuelaDistribuidora Continental

ColombiaDisunidas, S.A.

Depósito legal: GU.3-1980ISSN 0211-397X30/Abril/2.005

Reservados todos los derechos de edición.Se prohíbe la reproducción total o parcial del contenido de este número,ya sea por medio electrónico o mecánico de fotocopia, grabación u otrosistema de reproducción, sin la autorización expresa del editor.Las opiniones expresadas a lo largo de los distintos artículos, así como elcontenido de los mismos, son responsabilidad exclusiva de los autores.Así mismo, del contenido de los mensajes publicitarios son responsablesúnicamente los anunciantes.Copyright=1996 Segment BV

PVP en Canarias: 7,65 € (sobretasa aérea)

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La comunicación de datos sin hilos es laúltima novedad. Desde el ratón sin hiloshasta los sistemas de telemetría para laFórmula 1, los sistemas de radio digitalse están usando en muchas aplicacionesy están penetrando cada vez más enmuchas nuevas áreas. En este artículovamos a examinar el estado actual de losnegocios en la “jungla de las ondasaéreas”.

Cuando la banda de frecuencias ISMestuvo disponible en Europa paraaplicaciones de audio, la casa CircuitDesign, un fabricante de módulos de RFprofesionales, decidió desarrollar unosaceptables transmisores y receptores dealta calidad con un rango dinámico muyamplio: estos equipos son ideales para suuso en micrófonos sin hilos.

Conectividad sin Hilos Micrófono sin Hilos

56 4652

Este artículo describe un detector sensibleque producirá, bastante fielmente, unsonido, en respuesta a los pulsoscapturados desde un transmisor RFID de13,56 MHz, tanto si es grande comopequeño, fijo o portátil.

Conseguir hacer un robot quecamine en lugar de que seconduzca por medio de ruedas,puede convertirse en una tareamuy desalentadora. El autor deeste artículo ha conseguido unasolución extremadamente sencilla.

Con la ayuda de un ordenador y unsensor de temperatura inteligente es muyfácil y rápido obtener un sistema deenvío de datos de temperaturaprofesional. Utilizando el correoelectrónico, podemos monitorizar hastacuatro temperaturas diferentes adistancia. Los sensores se conectansimplemente al puerto paralelo de unordenador.

Detector RFID a 13,56 Mhz

Termómetro Remotopara el Ordenador

Bicho Caminador

CONECTIVIDAD SStefan Tauschek

La comunicación de datos sin hilos es la última novedad.Desde el ratón sin hilos hasta los sistemas de telemetría parala Fórmula 1, los sistemas de radio digital se están usando enmuchas aplicaciones y están penetrando cada vez más ennuevas áreas. En este artículo vamos a examinar el estadoactual de los negocios en la “jungla de las ondas aéreas”.

elektor 6

La enorme popularidad de las comunicaciones sin hiloses una consecuencia directa de los acuerdos internacio-nales para asignar ciertas regiones del espectro de radiocomo bandas “ISM”,lo cual nunca habría sido posibleen la generalización del uso de la conectividad sin hilos.La demanda de una comunicación móvil sin restriccioneses la fuerza que empuja el desarrollo rápido de tecnolo-gías tales como Bluetooth, WLAN, HomreRF, y otras nue-vas tecnologías con nombres llamativos. Cuando habla-mos sobre WLAN o Bluetooth, estamos hablando de apli-caciones que utilizan bandas ISM. Las siglas “ISM”vienen de “Industrial, Scientific y Medical” (es decirIndustrial, Científica y Médica), lo que se traduce en ser-vicios de radio en estos campos. Las bandas ISM puedenusarse sin licencia y están sujetas a una regulación relati-vamente pequeña. Las únicas restricciones hacen referen-cia a la máxima potencia transmitida y (naturalmente) alancho de banda, el cual se debe mantener dentro deunos ciertos límites. Junto a la tradicional banda ISM de27 MHz (utilizada para radio CB), hay ahora bandas

ISM en las regiones de los 433 y 868 MHz, así como2,4 y 5,8 GHz. En la Tabla 1 se muestran, de formaresumida, las bandas usadas actualmente y sus caracte-rísticas individuales.Por supuesto, el hecho de que las bandas ISM esténsujetas a una regulación mínima es tanto un beneficiocomo una contrariedad. Como no existen restriccionesen el número de transmisores y no se han definido pro-tocolos, no se puede garantizar una transmisión dedatos estable si se utilizan técnicas de transmisión senci-llas. El hecho de que las bandas ISM tengan que com-partir el espectro radioeléctrico con otros usuarios, asícomo la existencia de otras fuentes potenciales de inter-ferencias, se puede ver rápidamente en la tabla de asig-nación internacional de frecuencias. La Figura 1 mues-tra la asignación para las bandas ISM de 2,4 y 5,8GHz, que son las bandas más importantes para lasredes sin hilos. La tabla completa de bandas se puedeobtener, totalmente gratuita, de la página webhttp://www.ntia.doc.gov/osmhome/osmhome.html.

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5ISM – 2450.0 ± 50 MHz ISM – 5.8 ± .075 GHz 040439 - 11

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Figura 1. Un extracto de la

tabla de asignacióninternacional de

frecuencias.

Como nuestros lectores pueden ver, también están acti-vas en estas bandas un gran número de fuentes de radiodiferentes, de las cuales, el miembro más importantespodría ser el de los transmisores de radioaficionados.Los hornos de microondas y las señales de radar tam-bién pueden dar una gran cantidad de trabajo en el sen-tido de "polucionar" el espectro radioeléctrico en estasbandas, haciendo mucho más difícil conseguir realizaruna transmisión de datos sobre dichas bandas. Esto sig-nifica que se necesita disponer de técnicas especialesque eviten y solucionen el problema de interferenciasmutuas, si estas bandas terminan siendo utilizadasampliamente para el tráfico de datos.

Técnicas de espectro ensanchadoEste problema puede solucionarse de manera relativa-mente sencilla echando mano de las técnicas utilizadasen el campo militar y copiando sus estrategias ya muyprobadas. En este caso, el mundo mágico es el "espec-tro ensanchado", en donde a la modulación se añadeuna señal de información de banda estrecha, de maneraque se incrementa de forma significativa este ancho debanda, mientras que, al mismo tiempo, se reduce consi-derablemente su nivel. Con esta técnica se obtiene unasobresaliente relación señal/ruido cuando se recupera laseñal, incluso si el nivel de la señal de información deespectro ensanchado está por debajo del nivel de ruidogeneral antes de ser recuperada. Como norma empírica,el incremento en la relación señal/ruido se correspondecon la relación del ancho de banda transmitido y elancho de banda de la señal de información. No es deextrañar que los militares se hayan acostumbrado fácil-mente a esta técnica: no solamente les permite enviar

mensajes indetectables, ya que las señales de radio des-aparecen entre el ruido de las ondas de radio, sino queademás también les permite obtener una calidad detransmisión considerablemente mejor que con los siste-mas convencionales.En la actualidad han prevalecido dos métodos para lageneración de señales de espectro ensanchado, y losdos están utilizándose de modo comercial.

Espectro Ensanchado de Secuencia Directa (DSSS)

Esta técnica para incrementar el ancho de banda ocupado

por la señal es extremadamente sencilla: la señal de infor-mación es modulada haciendo pasar sus bits de datos através de una puerta OR exclusiva, junto con una señal depseudo código de ruido (código PN), antes de quealcance la antena (Figura 2). Esto provoca que el nivelde potencia transmitida caiga por debajo del límite deruido, con lo que la señal solamente puede ser capturadao detectada por receptores que utilizan el mismo códigoPN. Para dar un ejemplo, si una señal de 2 Mbits/s seexpande utilizando un código PN de 11 bits, la señal deRF resultante tendrá un ancho de banda de 22 MHz.Un ejemplo de un circuito integrado transmisor ISM queutilice el ensanchado de frecuencia DSSS es el modelo ML2724 de la casa Micro Linear (ver Figura 3). Este circuitointegrado de 32 terminales, que funciona con una tensiónde alimentación de 3,3 V, trabaja en un rango de frecuen-cia que va desde los 2,400 GHz a los 2,485 GHz, utili-zando una sencilla modulación FSK. Este circuito contienetodos los elementos funcionales (VCOs, mezclador y recor-tador de datos) necesarios para construir un sistema de

elektor 7

SIN HILOS ISM, WLAN, WMAN,Bluetooth etc...

Tabla 1. Bandas ISM usadas más comúnmente

Banda ISM 1 2 3 4 5 Bluetooth etc. Otros

Rango de Frecuencia

26.957–27.283MHz

40.660 –40.700 MHz

433.050 –434.790 MHz

868 –870 MHz

2.4 –2.483 GHz

5.8 GHz,24.250 GHz122.5 GHz

Ancho de Banda 326 kHz 40 kHz 1,74 MHz 2 MHz 83 MHz > 150 MHz

VentajasFuentes deinterferenciasno persistentes,bajo consumode potencia

Ancho de bandarelativamentegrande, buenapropagación,precio moderado

Ancho de bandarelativamentegrande, baja ocupa-ción, ciclo de trabajolimitado al 10% en lamayoría de la banda

Ancho de bandamuy grande

Ancho de banda disponible muy grande

Desventajas

Alto nivel de ruidodebido a lasradios CB

Ancho debanda dema-siado pequeño, dificultad deconstruir ante-nas compactas

Alta ocupaciónen ciertas áreas(radioaficiona-dos, radares)

Más cara que labanda de 434 MHzdebido a la tecnolo-gía de superhetero-dino dual

Problemas de propa-gación (casi limitadaa lo que alcanza lavista), interferenciasdesde los hornos demicroondas

Aún no está disponible deforma económica

Bajo consumo de potencia

radio funcional, utilizando tan sólo unos pocos componen-tes adicionales. Cuando usamos el sistema DSSS, sealcanza una sensibilidad de – 90 dBm, lo que propor-ciona un rango de espacio libre bastante mayor de 100metros en su uso actual. El transceptor se emplea normal-mente sin un protocolo de transmisión, de manera que losdatos del usuario que se van enviar se inyectan directa-mente a la entrada Tx. Del mismo modo, se toman directa-mente de la salida Rx sin ningún tipo de preacondiciona-miento o procesamiento para la seguridad de los datos.Esta técnica es bastante adecuada para el envío de grancantidad de información sobre las ondas a velocidades dehasta 1.500 kbits/s. Aunque el circuito integrado ML2724 se ha utilizado mucho para terminales de juegos yteléfonos sin hilos, guarda todavía bastante trucos en suinterior. Su capacidad de espectro ensanchado hace posi-ble disponer de una capacidad de multipuerto, lo que sig-nifica que varios transceptores ML 2724 pueden comuni-carse entre sí, de manera concurrente. Esta capacidad esuna característica de todas las técnicas de espectro ensan-chado y las aplicaciones como Bluetooth, WLAN y simila-res no habrían sido posibles sin ello.

Acceso Múltiple por División de Código(CDMA)

Con la técnica DSSS, la expansión de la frecuencia se consi-gue realizando una modulación que utiliza una señal conpseudo-ruido. Esta señal también se denomina “código PN”,ya que dicha señal identifica un transmisor individual con unúnico código de identificación. La señal de información sola-mente puede recuperarse de las ondas utilizando el mismocódigo PN, permaneciendo las demás señales por debajodel límite de ruido. Esta técnica puede realizarse sobrevarios transceptores DSSS que utilizan diferentes códigosPN para compartir la misma banda de frecuencias y comu-nicarse unos con otros, de manera concurrente, sin causarningún tipo de problemas, y se denomina "acceso múltiplepor división de código” (CDMA), lo que en esencia significaque "múltiples canales utilizan separación de código".

Salto en FrecuenciaOtra importante técnica, junto a la DSSS, es el salto en fre-cuencia (SF, Frequency Hopping en inglés). La tecnologíaBluetooth es una buena representación de esta técnica, yaque divide la banda ISM comprendida entre 2.402 MHz y2.483,5 MHz en 79 canales, cada uno de ellos con unancho de banda de 1 MHz. La señal salta entre los canalesen un patrón cíclico con una velocidad de 1.600 saltos porsegundo. Esto significa que las fuentes de interferencias típi-cas de banda estrecha sólo pueden producir un daño muypequeño sobre el dato transmitido. La Figura 4 muestracomo distintos nodos Bluetooth pueden compartir la mismabanda de frecuencias utilizando diferentes secuencias desalto en frecuencia. En principio, la secuencia de salto enfrecuencia para la técnica de SF se corresponde con elcódigo PN para la técnica DSSS, ya que, en cada caso, lainterferencia mutua provocada entre los nodos individualesse puede prevenir utilizando una secuencia de espectroensanchado diferente para cada nodo.La tecnología de salto en frecuencia utilizada para Blue-tooth exige una selección de la frecuencia del canal bas-tante más precisa, con una tolerancia de ± 75 KHz, ycumplir exactamente con el esquema de salto a unanueva frecuencia cada 625 ns. Debido a los requeri-mientos de tecnología que demanda esta técnica, se hannecesitado varios años de desarrollo intensivo antes deque el primer transceptor Bluetooth de un único circuitointegrado llegase al mercado a un precio adecuadopara los productos de consumo masivo.

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11 chips

040439 - 12

11 chips 1 bit

1 bit

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XCEN, RXON

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CONMUTADOR T/R

ANTENNA LNA

AOUT ML2724 3 PAON

RXI 17

14 RVVCO

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BATERÍA Y CIRCUITOS

DE PROTECCIÓN

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DATA CLK

RSSI 9 FREF

7 AOUT 32DOUT

28

5

4 6

30 DIN

1 XCEN 2 RXON

15 VTUNE

11 QPO

TXOB TXOB 22

33nF

220nF

150Ω

26 VBG

220nF

040439 - 13

11 2 3 4 5 6 7 8 9

040439 - 14

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hasta 78

23456789

10111213

1514

Canal BCanal A

Tiempo (intervalos de 0,1 segundo)

Can

ales

de

Frec

uenc

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spac

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de

1 M

Hz)

Canal C Canal D

Tecnologías LAN sin hilos

Banda estrecha Infrarrojos

"Salto en Frecuencia"

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11 Mb/s5.5 Mb/s

2 Mb/s1 Mb/s

54 Mb/s48 Mb/s36 Mb/s

24 Mb/s18 Mb/s12 Mb/s

6 Mb/s

Punto a Punto (Infralan)

Difuso (Spectrix)

1 - 2 Mb/s

040439 - 15

802.11bBluetooth 802.11a

"Secuencia Directa"

Espectro Radio/Ensanchado

Figura 2. La técnica DSSS

“entierra” los datosen la señal de ruido.

Figura 3. Arquitectura típica de un

transceptor DSSS.

Figura 4. El salto en

frecuencia permiteque varios canalespuedan usar cada

frecuencia.

Figura 5. Resumen de las

técnicas WLAN.

Redes de área local sin hilosDespués de describir las distintas técnicas, vamos a ilustraralgo más a nuestros lectores teniendo en cuenta los distin-tos tipos de redes sin hilos actualmente en uso. Comopodemos ver en la Figura 5, el salto en frecuencia es latécnica utilizada por la tecnología Bluetooth y por la primi-tiva estándar WLAN original, la cual soporta la designa-

ción IEEE “802.11”. Los estándares más reciente802.11a, 802.11b y 802.11g están basados en DSSS,ya que esta técnica de espectro ensanchado es más fácilde implementar. Naturalmente, también se pueden utilizarotros tipos de enlaces radio que utilizan los modelos demodulación convencionales de AM y FM, dentro de lasbandas ISM, de hecho se emplean de manera establecidaen aplicaciones tales como controles remotos de puertasde garaje y otros tipos de sistemas de acciones remota(utilizando modulación de FM de banda estrecha).Catorce años antes de que comenzasen los trabajos dedesarrollo de la familia de estándares 802.11, se iniciórápidamente el incremento del mercado de productosWLAN, lo cual se observó en pantallas publicitarias enaeropuertos y estaciones de tren, así como en redes sinhilos dentro de empresas. Los lectores adictos a esta tecno-logía y los entusiastas de Elektor se han anticipado inclusoa esta tecnología, con unos resultados bastante significati-vos. ¿Qué dirían nuestros lectores ante la idea de unaantena WLAN por menos de 5 €? Actualmente es bas-tante fácil. Todo lo que necesitan nuestros lectores parafabricar una antena direccional de trabajo es una latavacía, unos pocos tornillos y un conector coaxial de RF.Este pequeño prodigio se denomina una "cantena", queviene de la combinación de las palabras inglesas “can” y“antena” (ver Figura 6). Si utilizamos materiales baratospara montar con kits de montajes, podremos construir unaantena 802.11b con un rango de más de 50 km.Actualmente, el estándar utilizado más ampliamente en elmercado es el 802.11b, el cual utiliza la banda ISM gra-

elektor 10

Figura 6. Barata y efectiva:

la Cantena

Figura 7. Solapamiento de

canal WLAN

Tabla 2. Estándares Radio para WLAN y WMAN*

Estándar Rango de Frecuencias Máxima velocidadde datos (Mbits/s)

Rendimiento de datos (Mbits/s) Rango (m)

SWAP 1.x, 05/1998 2.4 GHz (ISM) con licencia gratuita 1 1 50

SWAP 2.x, 07/2002 2.4 GHz (ISM) con licencia gratuita 10 50

802.11, seit 1997 2.4 GHz (ISM) con licencia gratuita 2 1 30 – 300

802.11a, 09/1999 2.4 GHz (U-NII) con licencia gratuita 54 22 12 – 20

802.11a, 09/1999 5 GHz (U-NII) con licencia gratuita 54 22 12 – 20

802.11b, 07/1999 2.4 GHz (ISM) con licencia gratuita 11 6 30 – 300

802.11g, 06/2003 2.4 GHz (ISM) con licencia gratuita 54 22 20 – 100

802.11h, 09/2003 5 GHz (U-NII) con licencia gratuita 54 22 12 – 20

802.11n, (anticipated 2005)** 100 – 320

802.16, 12/2001 10 – 66 GHz se requiere licencia 134 70 50 k

802.16a, 01/2003 2 – 11 GHz se requiere licencia 134 70 50 k

2.4 GHz (ISM), con licencia gratuita

5 – 6 GHz (U-NII/CEPT) con licencia gratuita

802.16e, 2004 2 – 6 GHz se requiere licencia 2

802.20, 2004 10 – 66 GHz se requiere licencia 16 2/0.3 15 k

HiperLAN/1, 07/1998 5 GHz 23.5 20 10

HiperLAN/2, 04/2000 5 GHz 54 42 50

HiperACCESS 42 GHz 25 n/s 5 k

HiperMAN 2 – 11 GHz

* “WMAN” viene de “Wíreles Metropolitan Area Network” (es decir, Red de Área Metropolitana Sin Hilos), lo que significa que es una WLAN de una región relati-vamente grande (ciudad o distrito de una ciudad). Una WMAN es más grande que una WLAN, pero más pequeña que una WAN (Wide Area Network, es decir,Red de Área Amplia). Al igual que la Alianza WiFi se esforzó (y aún continua esforzándose) para conseguir una compatibilidad e interoperabilidad para los sistemasWLAN basados en la norma 802.11, el foro WiMax, fundado en 2001, propuso los mismos objetivos para los equipos WMAN que cumplan con la familia de nor-mas estándar IEEE 802.16. Cuando se inicie su implantación, allá por 2006 y/o 2007, la WMAN podría llegar a ser un serio competidor de la tecnología UMTS.** Versión de diseño que no podrá ser aprobada aún antes de 2007.

22 MHz

2412 MHz 2442 MHzCanal 7 Canal 13Canal 1

2472 MHz040439 - 16

2483 MHz2400 MHz

tuita que van desde los 2,4000 GHz hasta los 2,4835GHz, utilizando la técnica de espectro ensanchado DSSS.El rango de alcance va desde los 30 hasta los 100 metros,con un potencia transmitida de 100 mW, la cual es ade-cuada para la mayoría de las aplicaciones, aunque lacolumna de la transmisión de datos de 11 Mbits/s dejaalgo que desear, y el valor obtenido en la práctica rara-mente es mayor de 4 a 6 Mbits/s. Un inconveniente adicio-nal es que la mayoría de las redes WLAN que tienen ungran número de clientes quieren comunicarse unos conotros, de manera que el número de canales disponiblespuede llegar a estar totalmente utilizado muy rápidamente.El estándar 802.11b define la presencia de 14 canalescon un ancho de banda de 22 MHz por canal, comen-

zando por el canal 1 a 2,412 GHz. El canal 2 comienzaen la frecuencia de 2,417 GHZ, con un cierto desplaza-miento del canal 1 en 5 MHz. Los canales se superponen,de manera que no pueden usarse al mismo tiempo en unared sencilla (ver Figura 7). Si se necesitan distintos puntosde acceso en la WLA, es posible utilizar (por ejemplo),canales concurrentes como el canal 1, 7 y 14.

Más ancho de bandaEsto significa que necesitamos más ancho de banda ymás canales. El comité de estandarización satisfizo estanecesidad en 1999 con la introducción del estándar802.11ª, el cual utiliza la banda ISM de 5,8 GHz yemplea una técnica de modulación denominada "multi-plicación con división de frecuencia ortogonal” (OFDM,del inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing”).Este modo consigue una velocidad de transferencia dedatos de hasta 54 Mbits/s, aunque el rango es tan sólola mitad de grande. El ancho de banda total disponibleasignado para esta banda es de 455 MHz, compren-dido entre 5,150 GHz y 5,725 GHz. Se pueden obtenerun total de 19 canales no solapados, los cuales permitenusar el mismo número de puntos de acceso sin que hayainterferencias mutuas. Hace dos años, la técnica demodulación OFDM también se introdujo en la banda delos 2,4 GHz, a través del estándar 802.11g (2,4 GHzOFMD PHY). Esto significa que actualmente existen en elaire tres interfaces disponibles: 802.11a, 802.11b y802.11g, pero estas interfaces serán sustituidas en elfuturo por el modelo 802.11n. El objetivo principal es elde incrementar aún más la velocidad de transmisión dedatos, hasta llegar a más de 300 Mbits/s. Esta veloci-dad mágica se supone que podrá alcanzarse utilizandoprotocolos de transmisión con una eficiencia muchomayor, con técnica de comprensión y con receptores conunas características dinámicas mejoradas (ver Tabla 2).

Antenas inteligentesEl modelo de antena “Cantena” nos muestra que no es tandifícil obtener antenas con unas buenas prestaciones paraseñales de onda centimétricas. Es más, aún sigue siendocomún en la práctica utilizar antenas de varilla con carac-terísticas omnidireccionales, cuyo resultado es que lamayoría de la energía de RF emitida no se usa correcta-mente. Esto puede ser razonablemente aceptable para lamayoría de los sistemas móviles, pero en instalacionesfijas la distancia de transmisión se puede incrementar con-siderablemente utilizando antenas direccionales. Existenen el mercado distintos diseños de antenas "clásicas" quedisponen de características direccionales, tales como laantena Yagui y los grupos de antenas dipolo. Sinembargo, una solución mucho más sencilla sería una guíade onda cerrada en uno de sus extremos, en donde segenera una onda estática por el correspondiente sistemade dimensionado mecanismo. La Figura 8 muestra eldiseño básico de una antena tipo “tin-can”. En este diseño,Lg es la longitud de la onda estática en la antena, con sumáximo localizado a Lg/4, y Lo es la longitud de onda dela frecuencia portadora en el espacio libre. El tamaño delbote y la propia frecuencia determinan en conjunto la lon-gitud de la onda estática. En un gran número de páginasweb de Internet podemos encontrar las instrucciones pararealizar el montaje de una antena “Cantena”, así como elcálculo de Lg. Algunas de estas direcciones sonhttp://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.htmly http://www.saunalahti.fi/elepal/antenna2.html.Con un montaje cuidadoso, es verdaderamente posibleconseguir una ganancia de antena respetable. Las medi-das demuestran que el rango se puede incrementar, almenos, en un factor de dos.

elektor 12

Lg/4

040439 - 17

Lo/4

Planta baja

Conjunto de Antenas

Conmutadas

h =

30 m

L = 100 m 040439 - 19

w = 60

m

3

2

1

040439- 18

Figura 8. Plano de montaje

de la Cantena.

Figura 9. La formación de

batidos se puedeutilizar para dirigirlas ondas de radio

en variasdirecciones...

Figura 10. ...y comunicar, demanera selectiva,

con diferentes áreasdentro de un mismo

edificio.

MIMOEl incremento de la ganancia de antena en unos pocosdecibelios no significa que sea el único truco que pode-mos realizar en la “caja mágica” de la tecnología de RF.La tecnología de entradas múltiples y salidas múltiples(MIMO) también se ha propuesto como un medio deincrementar significativamente el rango y las velocidadesde datos si aumentar la potencia de RF. Lo que seesconde detrás de este nombre es una sofisticada tecnolo-gía de antenas que se denomina "grupo de antenas enfase", cuyos orígenes se basan en los sistemas de radar.Un grupo de antenas en fase está formado por un grupo(array) de dos dimensiones de elementos dipolos, los cua-les producen un patrón de radiación con un lóbulo muydireccional. Si los dipolos están controlados en fase poruna señal de RF, la antena radia una onda plana perpen-dicular a la dirección del grupo de antenas. Esto conllevaun incremento considerable en el rango de radiación yelimina el efecto de múltiples caminos en el receptor.Si las fases relativas de las señales de RF que llegan a losdipolos de manera individual se modifican de unamanera correcta (ver Figura 9), la dirección del lóbulode radiación puede dirigirse en casi cualquier direcciónque se desee, sin tener que realizar ningún cambio mecá-nico. La única cosa que es necesario realizar para imple-mentar una antena que pueda emitir un haz de onda deRF en casi cualquier dirección deseada similar al haz deuna linterna (ver Figura 10), es la capacidad de contro-lar la relación de fase de los elementos de la antena demanera individual. Aunque esta técnica no incrementa lacantidad total de energía radiada por la antena del trans-misor (lo que significa que se mantiene dentro de lasespecificaciones), sí que incrementa considerablemente lacantidad de energía que llega a la antena del receptor.

Diversidad de antenas y combinación de receptores

Hasta ahora hemos concentrado toda nuestra atención enla parte del transmisor, esforzándonos por aumentar lasprestaciones de nuestra WLAN. Sin embargo, la tecnolo-gía MIMO abarca mejoras en el receptor final, de maneraque se aumenta la capacidad física total del sistema. Elobjetivo inicial es el de solucionar el problema de los efec-tos de los caminos múltiples. Especialmente en espacioscerrados, las ondas de radio no viajan hacia la antenadel receptor a lo largo de un único camino, sino que lohacen a través de muchos caminos diferentes que se pro-ducen tras múltiples reflexiones. Las señales reflejadasestán desplazadas en fase de la señal original y la mallaresultante de la superposición de las señales reflejadassobre la señal original y principal pueden reducir dramáti-camente la calidad de la señal y, en consecuencia, dismi-nuir el rango útil. Esto hace que la posición de la antenasea un factor decisivo, de manera que si cambiamos suposición en tan sólo unos centímetros, puede ser suficientepara conseguir que una buena recepción sea considera-blemente peor o que podamos mejorar de forma especta-cular una pobre recepción. Por esta razón, las implemen-taciones actuales de una WLAN disponen de dos caminosde antenas de recepción, los cuales son modulados en dosterminales frontales de RF independientes del conjunto de

circuitos integrados WLAN. Para cada transferencia (trans-misión y recepción), el controlador de la banda base veri-fica cuál de los dos caminos proporciona el mejor resul-tado y lo selecciona para usarlo en el procesamiento pos-terior. Esta técnica se denomina "diversidad de antenas".

Multiplexado espacialLa diversidad de antenas está pensada exclusivamentepara mejorar los resultados en el receptor final e inclusopuede usarse si el transmisor final sólo tiene una antena.Sin embargo, si se emplean múltiples antenas en ambosequipos finales del camino, podrían emplearse técnicasmucho más refinadas para mejorar la interfaz en el aire.

Está claro que cuando se utilizan las ondas de radio enel rango de las ondas centimétricas para comunicacio-nes de datos dentro de un edificio, las localizacionesadyacentes más próximas pueden tener característicasde transferencia de datos bastante diferentes. Este cono-cimiento puede usarse para transformar de manera inteli-gente el problema de la recepción de caminos múltiplesen un beneficio mayor. Si se utilizan al menos dos ante-nas, tanto para transmisión como para recepción, sepuede suponer que los dos pares de antenas de transmi-sión y recepción no utilizan el mismo camino a través delaire, sino que en su lugar lo hacen a través de dos cami-nos diferentes. En teoría, estos dos caminos de emisión yrecepción pueden considerarse dos canales independien-tes, a pesar del hecho de que utilizan la misma frecuen-cia portadora, de manera que pueden transferir informa-ción diferente y, por tanto, doblar el ancho de banda(ver Figura 11). En la práctica, por supuesto, los doscaminos se comportan de manera diferente a como secomportarían dos canales aislados mutuamente. Sinembargo, podemos obtener un incremento muy significa-tivo del ancho de banda utilizando esta técnica, la cualse denomina "múltiplexado espacial".

Terapia de combinaciónEs probable que la técnica MIMO se incluya en el pró-ximo estándar WLAN 802.11, aunque dicho estándarno será aprobado antes de 2007. Sin embargo, losfabricantes de conjuntos de circuitos integrados WLAN,tales como la casa Atheros, ya se están anticipando alnuevo estándar con nuevas generaciones de circuitosintegrados que incorporan las características del“pre802.11n”. Por ejemplo, el conjunto de circuitos inte-grados (chip set) AR5005VA dispone de todas las presta-ciones técnicas necesarias para permitir que se puedaconstruir un estándar 802.11 que cumpla con las especi-ficaciones, actualizando sencillamente el programa delcontrolador una vez que se haya decidido firmemente elnuevo estándar. El conjunto de circuitos integrados tienedos terminales frontales de RF, de manera que el trucoMIMO que hemos descrito anteriormente puede aumen-tarse utilizando dos antenas para las funciones de trans-misión y recepción. Se puede alcanzar una velocidad detransferencia de datos mayor a los 100 Mbits/s utili-zando el conjunto de circuitos integrados AR5005VA, locual es suficiente para permitir incluso que una señal devídeo HDTV pueda transferirse sobre una red sin hilos.

(040439-1)

elektor 14

Bits

Tx

Radio

Radio

DSP

Bits

040439 - 20Rx

Radio

Radio

DSP

Figura 11. Colocando múltiples

antenas en cadaextremo se puede

incrementarconsiderablemente

el ancho de banda.

EL

EC

TR

ON

IC

S

CI

RC

UI

TS

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elektor 16

ias noticias noticias noticias noticias noticias noti

Altas prestaciones y pocosinconvenientes3M presenta sus conectores deepoxy que, gracias a una ferrulecerámica PC, aseguran un con-tacto de las fibras con baja refle-xión y gran resistencia, ofre-ciendo elevadas prestaciones. Como el resto de conectores demontaje en campo de 3M, losmodelos de epoxy SC y FC sonacordes con las especificacio-nes internacionales, lograndouna terminación sin problemasd- compatibilidad. Los conecto-res de epoxy monomodo tam-bién cumplen con los requisitosde Telcordia GR-326-CORE. La ferrule PC pre radiada ofre-ce numerosas ventajas, talescomo fibra mas centrada, bajareflexión, prestaciones consis-tentes y valores de transmisiónexcelentes. La ferrule de cerámica de zirconiodota de durabilidad, estabilidadcon la temperatura, reducción delos problemas de reflexiónEstos conectores de epoxy po-seen una carcasa termoplásticaresistente a la corrosión, obte-

niendo un rendimiento muy fia-ble a largo plazo.

Para más información:3M España, S.A.

Dpto. de TelecomunicaciónTel: 913216155 / Fax: 913216204

Esta innovación incrementa lacapacidad de memoria Usando una técnica “chip-sand-wich” innovadora que poseeinterconexión face-to-face, Infi-neon Technologies AG, em-presa representada en Españapor Anatronic, S.A., hademostrado, por primera vez,la posibilidad de diseñar chippara tarjetas inteligentes (smartcards) que ofrezcan una capa-cidad de memoria cien vecessuperior a la de las tarjetas chipactuales, al mismo tiempo queduplican el área de chip. Estosnuevos chip se pueden usar encomunicaciones móviles y otrasmuchas aplicaciones.

“Chip-sandwich” para aplicaciones con teléfonos móviles y tarjetas inteligentes

Conectores de montaje en campo de epoxy

Los modelos de epoxy SC y FC cumplen las especificaciones internacionales.

Con esta técnica se puedemultiplicar la capacidadde memoria de un chip.

puntos de fijaciónF2F puntos de contacto

capa de aislamiento(pasivación)

F2F capa de metal (Cu)

Anatronic, S.A., distribuidoroficial de Tyco Electronics,anuncia el cable TurboQuadGold para aplicaciones FibreChannel y Gigabit Ethernet deelevada velocidad. Esta solución Fibre Channel debajo coste ofrece unas presta-ciones garantizadas y unmejor aislamiento, así comolongitudes de cable superioresgracias a su diseño quad. Desarrollado para DoubleSpeed Fibre Channel (2.125Gbps), el cable TurboQuadGold también ha conseguido

acelerar el estándar de veloci-dad en tecnología GigabitEthernet (1000Base – CX).

Otras características del cableTurboQuad Gold son reduc-ción de atenuación, mayor

capacidad de datos y aisla-miento de poliolefina (códigode colores sencillo).

Aavid Themalloy, empresarepresentada en España porAnatronic, S.A., utiliza losúltimos avances en tecnologíade ventilación y herramientasde software para diseñar solu-ciones térmicas para los prin-cipales fabricantes de servido-res OEM del mundo.

Como consecuencia, ha des-arrollado un amplio catálogo desoluciones para los microproce-sadores Intel®, que soluciona losproblemas térmicos usando la tec-nología de ventilación más apro-piada para cada aplicación. Aavid también diseña solucio-nes a medida para responder

a las necesidades específicasde aplicación y posee expe-riencia en el desarrollo de so-luciones para Intel®, AMD,IBM y otros procesadores RISCy SPARC. Los disipadores de calor Aavidsolventan los problemas en va-rios formatos, incluyendo apli-

caciones con cambios térmicos,tales como Blade y sistemasmodulares. Las soluciones de Aavid pue-den trabajar, entre otros, conlos procesadores Itanium® 2(Madison 9M y Deerfield),Intel Xeon MP, Intel Xeon e IntelPentium 4.

elektor 18


El nuevo método de Infineonemplaza dos circuitos integra-dos, uno encima de otro consus lados funcionales ‘cara acara’, semejante a un sánd-wich en el que dos rebanadasde pan con mantequilla estánuna sobre la otra, con loslados de la mantequilla juntos. Sin extra-wirebonding, loschip, por ejemplo un micro-controlador de seguridad y un

chip de memoria, se interco-nectan mecánica y eléctrica-mente vía cientos de pads decontacto diminutos en lassuperficies de los chip. Estomultiplica la capacidad dealmacenamiento del micro-controlador sin incrementar elárea de die. Al mismo tiempo,permite que el diseño sea másflexible y acorta los tiempos dedesarrollo.

Los primeros chip, en los que sesuperponen un controlador deseguridad y un módulo de me-moria, ofrece 1 MB de memoria,un espacio de almacenamientoocho veces superior al actual.Los “chip-sandwich” serán uti-lizados en tarjetas SIM de telé-fonos móviles, donde la de-manda de capacidad de me-moria adicional se incrementa,debido a los mensajes SMS y

MMS y a las entradas de lalista de la agenda. Las primeras muestras delnuevo chip estarán disponiblesen la primavera de 2005. Seespera que el proceso face-to-face se encuentre en fase deproducción masiva en la se-gunda mitad de 2005.Infineon suministra uno decada tres chip de tarjeta SIMen todo el mundo.

Cable para Fibre Channel y Gigabit Ethernet de elevada velocidad

Soluciones térmicas para CPU de servidores Intel®

Este cable ha conseguido acelerar el estándar de velocidad en tecnología Gigabit Ethernet.

Las soluciones de ventilación de Aavid también se han desarrollado para AMD, IBM y STARC.

EPCOS, empresa represen-tada en España por Ana-tronic, S.A., ha establecidoun nuevo récord en miniatu-rización al desarrollar elmódulo front-end GSM máspequeño del mundo basadoen LTCC. Con unas dimen-siones de 4.5 x 3.2 mm, elnuevo módulo GSM es un30% menor que las solucio-nes previas.La altura de inserción se hareducido a sólo 1.2 al usar fil-tros SAW en encapsuladosCSSPlus. Gracias a su arqui-tectura innovadora, se hanreducido las pérdidas de con-mutación en los paths de envíoy recepción.El consumo de corriente delconmutador de antena es, porlo tanto, inferior a 100 μA, encontraste con los 10 mA re-queridos en soluciones ante-riores con diodos PIN. Ya se encuentran disponiblesmuestras de FEM de triplebanda basados en este diseñocon unas dimensiones de 5.4x 4.0 x 1.2 mm, utilizándose

filtros SAW de EPCOS de 1.4x 1.1 mm en encapsuladosCSSP3.Estas ventajas de reducción derequerimientos de espacio, nú-

mero de componentes y costetotal serán muy beneficiosaspara los fabricantes de teléfo-nos móviles.

elektor 20


El nuevo módulo es un 30%menor que sus predecesores.

EPCOS desarrolla el módulo front-end GSM más pequeño del mundo

Dirigido a diseños de 8 bit conFlash programable, BOD, PORoscilador RC, bit de seguridadHW y dispositivo USBAtmel Corporation, empre-sa representada en Españapor Anatronic, S.A., haintroducido un nuevo micro-controlador Flash de bajocoste basado en ARM7 que sedirige a aplicaciones de 8 bit. El AT91SAM7S32 y elAT91SAM7S64 son los prime-ros de una serie de microcontro-ladores ARM7 de pequeña can-tidad de pines (serie SAM7S)con densidades Flash de 32y 64 kBytes, respectivamente.Una versión de 128 y 256kbyte (AT91SAM7S128 yAT91SAM7S256) estará dis-ponible a corto plazo.

Atmel introduce un nuevo microcontrolador Flash ARM7 de bajo coste

Los nuevos ARM7 se dirigen a aplicaciones de 8 bits.

Además de un salto en lasprestaciones en tiempo real demicrocontroladores de 8 bit,estos nuevos dispositivos de 32bit son los primeros en integraruna gama completa de funcio-nes de operación segura, inclu-yendo un watchdog cerradopor un oscilador RC on-chip,monitores de fuente de ali-mentación y protección de

hardware de la memoria Flash.Los microcontroladores AT91SAM7son soportados por herra-mientas de desarrollo de bajocoste, ofreciendo una potenciade proceso en tiempo real de32 bit para un gran númerode aplicaciones sensibles a loscostes, que hasta ahora esta-ban limitadas a prestacionesde 8 bit.

La serie AT91SAM7S se centraen los drivers para lograr elcambio de 8 a 32 bit, mejo-rando las prestaciones en apli-caciones en tiempo real, yaque consigue un acceso de ins-trucción monociclo de Flashembebida a 27 MIPS. Entre las principales aplicacio-nes de la serie AT91SAM7Sdestacan control de disposi-

tivos, medición, sistemas deseguridad, registradores dedatos, teléfonos móviles ba-sados en USB y accesoriosde PC. El AT91SAM7S se encuentradisponible en un encapsuladoLQFP de 48 cargas, mientrasque el AT91SAM7S64 se pre-senta en un encapsulado LQFPde 64 cargas.

Rakon Limited, empresarepresentada en España porAnatronic, S.A., anuncia ellanzamiento de un nuevo osci-lador de cristal de tempera-tura compensada (TCXO) queofrece unas magníficas pres-taciones en un encapsuladodiminuto. El IT3200B, que mide 3.3 x2.74 x 1.2 mm, emplea un ICanalógico para el oscilador yla compensación de tempera-tura, siendo ideal para teléfo-nos móviles, GPS y otras apli-caciones inalámbricas. Con un diseño exclusivo eneste tipo de productos, el cris-tal se alberga en un encapsu-lado cerámico mediante unmolde de plástico epoxy, juntocon un frame de carga y unIC. La separación de cristaldel oscilador permite aumen-tar aún más la fiabilidad delproducto.El IT3200B está disponible conuna salida Clipped Sinewave,que ofrece un rango de fre-

cuencia de 16 a 26 MHz. Lasespecificaciones de frecuenciase pueden realizar a medidaen función de las necesidadesde cada aplicación. El nuevo oscilador TCXO poseeuna estabilidad de temperaturade ±0.5 ppm y opera en el

rango de -40 a +85 °C. Ade-más, puede tener un gradientede frecuencia en función de latemperatura de sólo 50 ppb /°C, logrando ratios de flujo defrecuencia de 3 ppb / s en con-diciones de cambios de tempe-ratura de hasta 3 °C por minuto.

Para más información:Anatronic, S.A.Tel: 913660159Fax: 913655095E-Mail: [email protected]

Kontron Hamburg anunciael ordenador monotarjeta (SBC)ePanel-C3, su nuevo pieza de“flatware” de la serie uFLATpara la construcción de PC depanel móvil u otros sistemas debajo perfil, tales como estacio-nes door / gate o sistemas deasientos traseros en vehículos.

Este es el desarrollo lógico delconcepto SBC de panel planocon construcción ultra-plana,que Kontron Hamburg intro-dujo exitosamente el año pa-sado con el ePanel-mgx. Basado en procesadores VIAEden, esta familia de tarjetasinformáticas ahora se encuen-

tra disponible con prestacionesescalables de 300 a 733 MHzo 1 GHz. Otras innovaciones son soporteUSB 2.0, DDR-RAM, soporteDMA ultra, memoria gráfica dehasta 64 MByte, decodificadorde hardware MPEG2 paraaplicaciones DVD e interface

mini-PCI opcional integrado enla parte trasera. También so-porta resoluciones de hastaUXGA para el control de pane-les planos. El soporte de software dispo-nible para la plataforma x86VIA es casi ilimitado. Ade-más de bajo consumo de

elektor 22


Nuevo oscilador TCXO de pequeñas dimensiones

SBC con panel plano embebido para aplicaciones de bajo perfil

Ideal para aplicaciones inalámbricas como GPS y teléfonos móviles.

potencia y un gran númerode interfaces, tales como 100Mbit Ethernet y 3 USB 2.0, elePanel-C3 se convierte en unsistema completamente auto-suficiente. El sistema operativo se puedecargar desde, entre otros,Compact Flash. El socket PC-CARD ofrece la capacidad deusar adaptadores de LANinalámbrica, Bluetooth o busCAN, por citar algunos. Con la fuente de alimentaciónWide Range DC, el ePanel-C3 ha sido diseñado paraentornos de 8 a 28 V. ElSmart Battery Backup Supportes compatible con todos lostipos de batería disponiblesen el mercado. Además del puerto VGA ana-lógico, los interfaces parapaneles planos TTL y LVDS yaestán integrados. También seofrece un controlador táctil yde matriz. Un adaptador I/O flexible,conectado vía un cable planode aluminio, dota de un di-seño específico y la opción delimitar el número de interfaces(según las necesidades). Aparte de la versión básica, elePanel se presenta con una

variante opcional con entradade vídeo NTSC / PAL, salidaLVDS, cargador de batería einterface mini-PC. También seencuentra disponible un kit deinicio completo que dispone

de DDRAM de 256 MByte, tar-jeta Compact Flash, batería delitio-ion y todos los cablesnecesarios.La combinación de esta fun-cionalidad excepcional, dis-

ponibilidad a largo plazo,reducción del periodo dediseño y un ratio magníficocoste – prestaciones hace queel ePanel-C3 sea una soluciónmuy atractiva.

elektor 24


RISC de baja potenciapara sistemas HMIKontron EmbeddedComputers ha am-pliado su línea de ter-minales de display yservicio sin ventiladorcon funcionalidad mi-cro client / thin clientcon la nueva familiade productos de MicroClients basada en ar-quitectura Intel Xscale.Los sistemas HMI seencuentran disponiblesen una amplia varie-dad de tamaños de dis-play, desde 6.4 a12.4”, con pantallatáctil resistiva.

Terminales micro clients / thin clients con arquitectura Xscale

Basado en procesadores VIA está disponible desde 300 a 733 MHz o 1 GHz.

Como núcleo de los terminalesmicro clients de grado indus-trial se encuentra el procesa-dor Xscale PXA 255 con 400MHz, que se distingue por unelevado rendimiento con bajoconsumo de energía. El sistema tiene SDRAM de 128MB, así como 128 MB on-board, CompactFlash de hasta1 GB, tres RS232, un LAN10/100, un CRT, un PS/2 y dospuertos USB para tareas de ser-vicio o conexión de dispositivosperiféricos. Las dimensiones deldisplay de la pantalla táctil resis-tiva se puede escalar de 6.4 a8.4 y de 10.4 a 12.1”.

elektor 26


La profundidad de instalaciónde 45 mm y el bajo consumode potencia, combinados conun mínimo desaprovecha-miento de calor, hacen que losnuevo terminales MicroClients, como el M@C84x,sean ideales para aplicacionesmóviles con operación debatería, tales como hand-heldPDA o entretenimiento móvil.Gracias a los interfaces CANy Ethernet, también son idó-neos como HMI para redesbasadas en CAN con un back-bone Ethernet. El uso de terminales microclients / thin clients como

HMI, ofreciendo una únicaentrada de display y coman-dos, mientras que todos losprogramas de aplicacionesoperan en una Web central oservidor de Windows, haceposible un mínimo manteni-miento y, al mismo tiempo,una utilización muy escalablede estos sistemas. La administración y manteni-miento del software central,máxima seguridad de datos,fiabilidad y disponibilidad,que eliminan la necesidad dealmacenamiento masivo y ven-tiladores, reducen el coste totalde propiedad al mínimo.

La resistencia a choque, vibra-ción y temperatura son frutode la protección IP65 front-sidede los terminales Micro Client.Además, Kontron garantiza ladisponibilidad durante cincoaños con responsabilidad detodo el sistema. WindowsCE.net y EmbeddedLinux se encuentran disponi-bles como sistemas operativos.

Para más información:KONTRON Embedded Computers, AG.Gobelas, 2128023 MadridTel: 917102020Fax: 917102152

Transmisor DTMF CEBEK;para reproducción de tonostelefónicos. Permite reproducirconsecutivamente el tonocorrespondiente a la tecla pre-sionada, o memorizar 10registros de hasta 10 dígitoscada uno, pudiendo ser repro-ducidos posteriormente demodo automático. La salida se suministra en bajafrecuencia, (ajustable entre 0,1y 1 V), lo que permite su inyec-ción en entadas para micro olínea.Especialmente indicado paratransmisión de códigos a tra-vés del teléfono, radio-aficio-nado, o llave DTMF remotacon control de hasta 8 salidasmediante los módulos DTMF-2o DTMF-3.Incorpora teclado, leds indica-dores y es adaptable a Carril-

Din. Fuente recomendadaCEBEK: FE-123.Los Receptores/Llave DTMFCEBEK con control de 4 y 8salidas, según modelo. Deco-difican y interpretan tonosDTMF permitiendo activar ydesactivar remotamente losdispositivos conectados acada salida. Pueden ser controlados me-diante generadores DTMF omediante el Cebek DTMF-1(emisor arriba especificado).Incorpora clave de acceso,leds indicadores, salidas a reléy es adaptable a Carril-Din.Fuente recomendada CEBEK:FE-123.

Para más información:[email protected]

Lambda anuncia el modeloNV-350 de su gama NV-Power de fuentes de alimen-tación AC / DC de elevadadensidad y ecológicas, quecombina elevada eficiencia,bajo ruido y excelente rendi-

miento EMC en un diseñomuy compacto. Con 6.6 W / pulgada_, elnuevo NV-350 ofrece a losdiseñadores una densidad ini-gualable para fuentes de ali-mentación modulares de hasta

400 W, haciendo que sea elmodelo ideal para aplicacio-nes donde la potencia y elespacio son factores críticos,tales como instrumentación,medicina, ATE, automatizacióny sistemas IT high-end.

El nuevo NV-350 se basa enla Topología Multi-Resonante(MRT) de Lambda, un uso ex-clusivo de rectificadores sín-cronos en una tecnología re-sonante que, junto con otrascaracterísticas innovadoras de

Emisores y Receptores DTMF de la firma CEBEK

Fuente de alimentación modular AC / DC

Ideal para transmisión de códigos por teléfono o rádio.

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diseño, ayuda a lograr efi-ciencias de hasta el 90%. La fuente de alimentación de350 W se presenta en un cie-rre compacto de 276 x 95 x40.6 mm que es compatiblecon rack de 1U y frame detarjeta de 2U y 3U. El NV-350 sólo pesa 800 gramos,un 20% menos que sus com-petidores más ligeros. El NV-350 es modular, emple-ando transformadores planosconfigurables y ofreciendoentre una y seis salidas conratios de 3.3 a 32 V y de 2 a40 A. Se pueden configurarhasta tres módulos de salidaúnica o dual y el transforma-dor de cada uno de estosmódulos emplea un PCB mul-ticapa. El NV-350 no tiene requeri-mientos de carga mínima yse caracteriza por un standbyde elevada potencia de 5 V/ 2 A (ATX). Además, la me-nor dispersión de calor eli-mina la necesidad de heat-

sinks, mientras que su cons-trucción abierta facilita laventilación. Para simplificar la instala-ción, LAMBDA ofrece la NV-350 con la posibilidad deelegir tornillo o conector deentrada IEC, conexiones desalida atornilladas y una ter-minación definible por elcliente. La nueva fuente alimentaciónde la gama NV-Power poseelas aprobaciones EN60601(medicina), EN61010 (instru-mentación) y EN60950.

Para más información:LAMBDA, S.A.S.E-mail: [email protected]

elektor 28


El nuevo NU-350 se basa en latopología Multi-Resonante (MTR)de Lambda.

ECOMSA RES, SL., empre-sa fabricante de protectorescontra sobretensiones perma-nentes, presenta el detectorde temperatura Serie G DTV-3de la amplia gama de mate-riales para detección deincendios de GMB Siste-mas Electrónicos. El detector de temperatura congradiente de temperatura secaracteriza por una baseintercambiable con el propiodetector y un LED indicadorde alarma, así como por unseguro contra hurto o manipu-laciones que puedan quitarlode la base. Fabricado según las normasUNE 23007-5/78 (EN54-5:1976)y UNE 23007-5/1M:90(EN54-5/A1:1988), este detec-tor de temperatura Grado 3tiene una tensión de alimenta-ción de 12 a 27 Vcc, consumo

Nuevo detector de temperatura

El detector de temperatura serie GDTV-3 es un producto certificado por AENOR.

282 283 284 285

286 287 288 289

290 291 292 293

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de 45 mA (en reposo) o 30 mA(en alarma) y salida para pilotoremoto de hasta 100 mA.Este producto certificado porAENOR fabricado en SMD

con carcasa en plástico tipoABS dispone de proteccióncontra la extracción del cabe-zal, zócalo intercambiable,conexiones cómodas y suple-

mento de base para instala-ciones vistas. El detector de temperaturaSerie G DTV-3, que mide 21mm de altura y tiene un diá-

metro con base de 123 mm,posee un sensor de tempera-tura fija, utiliza una sola NTC ydos comparadores y ofrecedoble polaridad.

elektor 30


ECOMSA RES, SL., empresafabricante de protectores con-tra sobretensiones permanen-tes, presenta el detector iónicode humos Serie G DIH-90Gde la amplia gama de mate-riales para detección deincendios de GMB SistemasElectrónicos.Este detector de humos porionización posee base inter-cambiable con el detector detemperatura DTV3, piloto indi-cador de alarma y cápsulaiónica de 0.9 mCi AM 241,así como seguro contra mani-pulaciones que puedan qui-tarlo de base. El DIH-90G, que es sensiblea los humos visibles e invisi-bles de combustión, se carac-teriza por una tensión de ali-mentación de 12 a 27 Vcc,consumo de 45 μA (reposo)o 45 mA (alarma), salidapara piloto remoto de hasta100 mA, protección contraelectricidad estática y doblepolaridad.El detector de humos tambiéndestaca por auto-test mediantedestellos, verificación de lec-turas antes de producir el dis-paro, posibilidad de disparode pruebas con un imán, autoajuste con compensación elec-trónica (F.C.A.) y reset instan-táneo.

El DIH-90G, que está fabri-cado en SMD con carcasa enplástico tipo ABS dispone deprotección contra la extraccióndel cabezal, zócalo intercam-biable, conexiones cómodas ysuplemento de base para ins-talaciones vistas.

El detector de humos de laSerie G, que mide 43 mm dealtura y tiene un diámetro conbase de 123 mm, posee el cer-tificado AENOR (012/808) yla homologación NHM-D067.

Para más información:ECOMSA RES, SL.Constitución, 19 Bloque 11, Nº 98-10008014 BARCELONA (España)E-mail: [email protected]: 933 328 350 / Fax: 933 325 716

Estos dispositivos de bajo costeoperan en un rango de -40 a+85 °CPulse, empresa represen-tada en España por MasterCoelectronic, S.L., anuncia

una nueva línea de compo-nentes magnéticos integradoscon temperatura ampliadaque ha sido diseñada paracumplir las demandas delmercado en aplicaciones sen-

sibles al coste, donde eltiempo de carga de desarrolloes importante, y Ethernetindustrial, donde los disposi-tivos se exponen a tempera-turas extremas.

Los nuevos componentes mag-néticos son idóneos para tra-bajar en servidores, tarjetas deinterface de red (NIC), controlesde drive de motor, conmutado-res y hubs en los mercados PC

Nuevo detector iónico de humos

Nuevos componentes magnéticos integrados Fast Ethernet

El DIH-90G es sensible a los humos visibles e invisibles de combustión.

y SoHo, y teléfonos Voice overInternet Protocol (VoIP). Los dispositivos Star Magne-tics™ HX1260 y HX2260 mo-nopuerto, HX1305 y HX2305de puerto dual y HX1259 depuerto quad son componentesmagnéticos Fast Ethernet(10/100 BaseT) que operanen el rango de temperatura de-40 a 85 °C. Los nuevos Star Magnetics™cumplen con los estándares IEEE802.3i 10 BaseTX y 802.3uFast Ethernet, así como con elANSI X3.263, y superan losrequerimientos de aislamientoIEEE 802.3 15000 Vrms HiPot. Todos los componentes, que seencuentran disponibles enencapsulados de tubos y cintay bobina, ofrecen una induc-tancia de circuito abierto(OCL) mínima de 350 μH con8 mA aplicados.

elektor 31

cias noticias noticias noticias noticias noticias noti

próximo número próximo número próximo númeropróximo mes en elektor

Pequeño gran amplificador finalPara lectores audiófilos que saben que mucha potencia no es igual a excelentesonido (en realidad, a menudo es justo lo contrario). Nuestro pequeño granamplificador es compacto y no demasiado caro de construir, alcanzando unacalidad de sonido excelente. El amplificador, diseñado como una topología ‘clá-sica’ de Elektor, no funciona bien sin una tensión simétrica de 25 V.

Comprobador de amplificador operacionalUn amplificador operacional, a diferencia de una resistencia, es bastante difícil decomprobar usando un simple polímetro digital DVM. El compacto y extremadamentemanejable instrumento que describimos en este artículo nos permite comprobar fácil-mente desde simples a cuádruples amplificadores operacionales con pineado estándar.

Amplificador de potencia a válvulas EL156 El legendario pentodo de potencia de audio EL156 es una válvulabuena y duradera con excelentes propiedades para el sonido. Hacecuarenta años sólo se consideraba como un elemento ideal paraamplificadores de potencia, hoy en día, sin embargo, la EL156 es laelección preferida para obtener un amplificador de audio con unapotencia de salida de 2 x 90 W.

Idóneos para trabajar en servidores, tarjetas de red, conmutadores y Hub’s.

ponde logarítmicamente a laamplitud de la señal RF.La señal DC de salida se am-plifica más por un operacional(MC33202, ON Semiconduc-tor) y después alimenta laentrada de un convertidorA/D de un microcontrolador(MSP430F1101A, Texas Ins-truments).

MicrocontroladorLa función primaria del contro-lador es la de medir periódica-mente y evaluar la potencia dela señal a la entrada. Se usantres LED como indicadores: unLED bicolor indica cuandotiene lugar una medida (unflash rojo corto) y junto a dosLED verdes forma un pequeñomedidor de barras, que mues-tra la potencia de la señal contres niveles.Es evidente que el controla-dor no examina el contenidode la señal recibida: no quedanada de información digitaltras el detector; sólo cuántaenergía RF se ha medido.Esto resulta aún más evi-dente por el hecho de que eldetector también reaccionabaa una señal Bluetooth muycercana. En la práctica, rarasveces se notará esto, puestoque las señales de Bluetoothson mucho más débiles quelas WiFi.

elektor 32

tro desde dentro desde dentro desde dentro desde

Figura 1. Con SMD se puede poner mucha funcionalidad en un llavero.

Para empezar, abrimos el pri-mer dispositivo que tenía-mos a mano, (ver Figura 1:Kensington ‘WiFi Finder’).Inmediatamente resultó apa-rente que usaba una canti-dad bastante grande de com-ponentes. Aparte de unaextensa región de compo-nentes pasivos (resistencias,condensadores y bobinas),contamos cinco transistoresy tres integrados. Todos loscomponentes, excepto tresLED, estaban montados enla superficie. En la otra cara

de la PCB de doble cara estánlas baterías.

PrincipioPronto resultó evidente que elcorazón del circuito era undetector RF de Maxim, elMAX4003. Este amplificadorlogarítmico está precedido poruna etapa de entrada que con-siste en dos antenas impresasen la PCB, seguidas de unospocos filtros y etapas de am-plificación. El MAX 4003 con-vierte la señal RF en una ten-sión DC cuya amplitud corres-

SelectividadLa única selectividad queofrece el circuito cuando tieneque diferenciar entre redeswireless y otras señales RFse consigue por los filtros dela etapa de entrada. Estosestán sintonizados a la bandaque usa 802.11b y las redesinalámbricas g (2.412 a 2.482MHz). Está claro que estos fil-tros pasivos no son perfectos.Cuando un teléfono GSM (900a 1.800 MHz) está próximo, elLED se ilumina también.

Detección RFPodríamos preguntarnos si nohay una forma más sencilla. Sisólo necesitamos medir laenergía RF, debería haberalgunas alternativas más sen-cillas, aunque en este casohay algunas razones para usarun amplificador logarítmico.Hay otros dos métodos paramedir potencia en alta fre-cuencia, pero ambos tienendesventajas serias. Hemospuesto estos tres métodosjuntos en una tabla con seisaspectos importantes dediseño para mostrar cómocompararlos.

Detector térmicoEl detector térmico es el másconvencional. La potencia RF

Adentrándonos enla detección RF David Daamen

Los detectores WiFi son pequeños artefactos que

detectan puntos de acceso para redes inalámbricas de

ordenadores. La efectividad de estos dispositivos se

ha tratado en multitud de artículos de Internet, pero

aquí encontrará cómo funcionan exactamente.

Diodo detector Aunque el diodo detectorpuede parecer la mejor alter-nativa al principio, las venta-jas que ofrece sobre el ampli-ficador logarítmico no sonimportantes en esta aplica-ción. Puede discutirse sobreel consumo de potencia, perouna buena estabilidad con latemperatura no es definitiva-mente muy importante eneste caso.

A un precio similar, la solu-ción proporcionada por eldetector WiFi que hemosabierto, ofrece la PCB máspequeña con el mejor rangodinámico y un rápido tiempode reacción. Más aún, elmicrocontrolador se usa pararealizar múltiples funciones.No solo realiza la medida real,sino que también controla losLED e implementa una fun-ción de apagado automático.

(045123-1)

dentro desde dentro desde dentro desde dentro des

se determina del aumento detemperatura de una resisten-cia que se alimenta de la señalRF. En la tabla podemos verque esta opción puntúa mal

en todos los frentes, apartedel coste. La principal desven-taja es que el detector térmicoes demasiado lento parausarlo como detector WiFi.

TENSIÓN DE SALIDAvs. POTENCIA DE ENTRADA

POTENCIA DE ENTRADA (dBm)

V OUT

(V)

0-10-50 -40 -30 -20

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

0,2-60 10

045123 - 11

2,5GHz

1,9GHz

0,9GHz

0,1GHz

Figura 2. La tensión de salida de un amplificador logarítmico esuna función logarítmica de la potencia RF a la entrada.

Principio de detección Térmico Diodo Amplificador Logarítmico

Tamaño de la PCB Grande Medio Pequeño

Consumo Alto Bajo Medio

Estabilidad térmica Malo Bueno Medio

Tiempo de reacción Milisegundos Microsegundos < 10 μs

Rango dinámico 20 dB 20 dB bis 100 dB

Coste Bajo Medio Medio

Audio en la banda ISM

Cuando la banda defrecuencias ISM estuvodisponible en Europa paraaplicaciones de audio, la casaCircuit Design, un fabricante demódulos de RFprofesionales, decidiódesarrollar unosaceptablestransmisoresy receptoresde alta calidadcon un rangodinámico muy amplio:estos equipos son ideales parasu uso en micrófonos sin hilos.

MICRÓFONOSIN HILOS

Ton Giesberts

Los módulos WA-TX-01 (transmisor)y WA-RX-01 (receptor) representanun nuevo concepto en las transmisio-nes sin hilos de señales de audio.Gracias a su bajo consumo de ener-gía, esta tecnología se extiende a unamplio rango de aplicaciones deaudio. El transmisor y el receptorincluyen componentes tales como fil-tros SAW, resonadores SAW y circui-tos integrados de reducción de ruido.Estos componentes clave permiten eldesarrollo de pequeños módulos deaudio de alta calidad, de acuerdo conla reglamentación de radio europea ycon las guías de trabajo EMC yR&TTE. Esto significa que un enlacesin hilos se puede añadir a un dispo-sitivo de audio sin tener que preocu-parse sobre un proceso de certifica-ción complicado, caro y que consumemucho tiempo. El canal de frecuenciautilizado por cada módulo específicoes fijo, pero existen cuatro canalesindependientes disponibles en la

banda que va desde los 863 alos 865 MHz, con lo cual

pueden coexistir múlti-ples sistemas en lamisma localización.

Transmisióndinámica

El máximo nivel de tensión sonora(SPL) que puede tolerar el oídohumano es de 140 dBSPL, que es unamedida relativa al nivel mínimo detensión sonora audible de 0 dBSPL =20 μPa. En una habitación tranquila,el nivel de ruido de fondo es de unos20 dBSPL y el nivel de tensión sonorade la voz humana está en torno a los120 dBSPL. Por lo tanto, se puede verque el rango dinámico para un sis-tema normal de transmisión deaudio sin hilos está en torno a los100 dB.Si se transmite una frecuencia deaudio de 15 KHz utilizando unamodulación de frecuencia analógica,el ancho de banda requerido (BW)viene dado por la expresión:

BW =2 (desviación máxima de frecuencia+ frecuencia máxima de modulación)

[Hz]

Por desgracia, cualquier circuito deFM debe sufrir el ruido de banda late-ral residual que se produce en el PLLo en el oscilador de cristal. Comonorma general, podemos estimar unruido residual, medido en términos de

desplazamiento de frecuencia, deunos 50 Hz. Para un rango dinámicode 100 dB (por ejemplo, un factor de100.000), necesitaremos por lo tantouna desviación de frecuencia globalde 50 x 100.000 = 5 MHz. Cómo podrí-amos esperar, esto significa que elancho de banda requerido es muchomayor que el disponible en esta apli-cación. Por comparación, las transmi-siones de radio de FM se realizan conuna desviación máxima de 75 KHz enun ancho de banda de 180 KHz ( paraun canal mono) o de 264 KHz (paratransferencia de datos más un canalestéreo).Para solucionar este problema man-teniéndonos dentro de las restriccio-nes legales en la desviación de fre-cuencia, construiremos un compresordentro del transmisor y un expansordentro del receptor. Esta técnica sedenomina "sistema de reducción deruido compander” (ver Figura 1). El sistema de reducción de ruidoDolby varía la relación de compre-sión con la frecuencia. Por otro lado,el sistema de reducción de ruidocompander utilizado en este modelo,fija la relación de compresión en 2:1sobre el rango total de frecuencias,dividiendo por lo tanto el rangodinámico de la señal. En el expan-sor, cuya relación de expansión seha seleccionado a 1:2, se produce elefecto opuesto, por lo que el rangodinámico se duplica de nuevo. Porlo tanto, el rango dinámico de 100

dB se ve reducido a 50 dB para latransmisión.A partir de este momento podemosvolver a calcular la desviación de fre-cuencia requerida. Con un ruido resi-dual de 50 Hz necesitamos una des-viación de 500 Hz para un rango diná-mico de 20 dB, 5 KHz para 40 dB, y 20KHz para 52 dB. Un sistema sin hiloscon una relación señal/ruido de 50 dBpuede, pues, transportar señales desonido como un rango dinámico origi-nal de 100 dB.¿Por qué en esta "era digital"empleamos técnicas de transmisiónanalógica para el micrófono sin hilosmejor que, por ejemplo, PCM? Exis-ten varias razones. Muchos paísesaún no han asignado bandas de fre-cuencia dedicadas a los micrófonosdigitales sin hilos. Las transmisio-nes digitales que utilizan PCMrequieren una amplia banda de fre-cuencias, algo que no siempre estádisponible por debajo de 1 GHz. Porencima de 1 GHz comienzan a apa-recer las denominadas "manchasmuertas", lo que significa que estasfrecuencias no son adecuadas parasu uso en actuaciones en vivo,donde el usuario puede moversealrededor o entre distintas posicio-nes de un edificio. Por último, lacompresión digital requiere muchamás potencia, haciendo que seamucho menos práctico construir undispositivo que pueda trabajar conpequeñas baterías.

elektor 35

Ruido residual de FM

040402 - 13

f limit level

Transmisión vía radio

Proceso del “Compander”

Compresor Expansor

0 dB

-20 dB

-40 dB

-60 dB

-80 dB

-100 dB

0 dB

-20 dB

-10 dB

-20 dB

-30 dB

-40 dB

-50 dB

-60 dB

-40 dB

-60 dB

-80 dB

-100 dB

Señal de salida

de receptor

Señal de entrada

del transmisor

Ruido residual de FM

Figura 1. Uso del “compander” para la reducción de ruido.

Si se desea, los módulos (tanto elmódulo receptor como el transmisor)pueden funcionar con una batería de1,5 V, utilizando un conversor DC-DCde bajo ruido, disponible en la casaCircuit Desing. Para conseguir elrango dinámico de 100 dB que esposible obtener con el micrófono sinhilos, el ruido producido por el con-versor DC-DC debe estar por debajode los – 60 dBm. Así, el conversorDC-DC WA-DC-01 requiere una ten-sión de entrada de al menos 0,9 V ypuede proporcionar una tensión de

salida de 3 V con una carga máximade corriente de 50 mA.

El transmisorLa Figura 2 muestra el diagrama debloques funcional del módulo trans-misor WA-TX-01. A continuaciónveremos cada uno de ellos con másdetalle.

Búfer de Entrada (BUF)Este circuito es un “buffer” de entra-da para la cápsula del micrófono u

otra fuente señal de sonido. El nivelmáximo de entrada es de – 15 dBV yla impedancia de entrada es de 7,5KΩ. Si el nivel máximo de salida dela fuente señal no es suficiente, sedebe conectar un amplificador debajo ruido antes de dicho “buffer”.Si el nivel de la fuente señal esdemasiado alto, tendría que utili-zarse un atenuador.

El CompresorLa señal de audio de la etapa deamplificación (“buffer”) se comprimeutilizando una relación de 2:1. El com-presor está formado por un generadorde referencia, un rectificador de ondacompleta y un amplificador sumador.El generador de referencia propor-ciona las tensiones de alimentación yla corriente constante para los otroselementos del circuito.El circuito rectificador de onda com-pleta rectifica la señal de entrada conla ayuda de un condensador externo.La corriente de salida del rectificadorcontrola la ganancia de la célula delamplificador. La constante del tiempodel lazo de control se configura, enparte, utilizando un condensador defiltrado externo y una resistenciainterna de 10 KΩ. El amplificadorsumador, como su nombre indica,suma la señal de entrada y la señalproveniente del amplificador deganancia de célula. El amplificadorsumador utilizado en el compresor

elektor 36

Compresor

Tensión de

referencia

OSC. MODPre-

enfasis

Célula deganancia

Recitificador

AF LPF

PA

SUMAMP

Razonador SAW

Circuito compresor

PA

ENTRADASEÑAL DE

AUDIO

RF LPF

AVR

ANT

+3V

2V7

040402 - 14

GND

20k

20k

WA-TX-01

Figura 2. Diagrama de bloques del módulo transmisor...

De-EnfasisDET

RSSIOSC

AF

SW

Discriminador cerámico

Expansor AFIF3IF210.7Mhz

LNA

MIXSAW

IF1

COM

10.7Mhz

cristal

ANT

AVR +3V

LED

2V7

OUT

MUTE

GND

040402 - 15

ReferencePowerSupply

Célula deganancia

Rectificador

SUMAMP

Circuito expansor

WA-RX-01

20k

20k

Figura 3. ...y del módulo receptor.

necesita propiedades diferentes delas del utilizado en el expansor, porlo que tendrán que utilizarse compo-nentes diferentes en el transmisor yen el receptor.

Pre-Enfasis Para reducir el ruido en la parte finaldel rango de frecuencias de audio, loque se considera un problema parti-cular cuando utilizamos modulaciónde frecuencia, se utiliza un circuitoamplificador que aumenta las fre-

cuencias más altas mediante unaconstante del tiempo de 50 μs.

Filtro Paso Bajo de AF (AF LPF)Este circuito limita el ancho de bandade la señal de audio para asegurarque la interferencia sobre los canalesadyacentes se mantenga dentro delos límites permitidos.

Oscilador y ModuladorPara poder trabajar directamentesobre la banda de 800 MHz se ha uti-

lizado un filtro resonador basado enun cristal SAW (Surface AcusticWave, es decir, de Onda Acústica deSuperficie) con una buena estabili-dad de temperatura, como elementooscilador. La modulación de frecuen-cia se consigue utilizando un diodovaricap que forma parte del circuitooscilador.

Amplificador de Potencia de RF (PA)Este circuito eleva la señal de salidade RF proveniente del oscilador, yque va hasta el transmisor de poten-cia, en unos 5 mW.

Filtro Paso Bajo de RF (RF LPF)Este circuito atenúa el segundoarmónico, y los más elevados de laseñal transmitida, al mismo tiempoque proporciona una adaptación deimpedancia en la antena.

Regulador de Tensión (AVR)Este circuito proporciona una tensiónde alimentación estable de 2,7 V parael total del circuito. El circuito puedetrabajar con una tensión de bateríacomprendida entre 3 y 9 V.

El receptorEn la Figura 3 se muestra el dia-grama de bloques del módulo recep-tor WA-RX-01, en donde se puedeapreciar que es prácticamente unaimagen espejo del transmisor, demanera que se utilizan componentessimilares.

El Filtro Paso Banda de RF (SAW)La banda de frecuencias de 800 MHzutilizada en este sistema de audio sinhilos se extrae utilizando este filtro.Se utiliza un filtro SAW de alta selec-tividad para asegurar que se elimi-nan todas aquellas frecuencias fuerade banda.

Oscilador (OSC)Se emplea un oscilador de cristal decuarzo para mezclar la señal deentrada y obtener la frecuencia inter-media de 10,7 MHz.

Amplificador de RF (LNA)Se utiliza un amplificador de bajoruido para amplificar la banda de fre-cuencias de 800 MHz en 10 dB.

Mezclador (MIX)Este circuito crea una frecuenciaintermedia de 10,7 MHz, producidapor la mezcla de la señal recibidaamplificada en la banda de 800 MHzy la salida del oscilador.

elektor 37

MIC1

R1

2k2

C14μ7

63V

JP1

+3V

10k

P1

AF

WA-TX-01IC1

34 12

AGVI

C2

100n

C3

10μ63V

+3V

ANT1

040402 - 11

BT1

+3V

3V

WA-RX-01AIC2

GN

D2

GN

D1

VC

C

AN

T

LE

D

AF

34 1256

ANT1

C7

100n

C8

1063V

R8

560

Ω

D2

ALIMENTACIÓN

+5V

+5V

C4

470n

IC32

3

6

7

4

TS921IN

R5

4k7

R4

220k

R3

220k

R7

100k

R2

560 ΩD1

SEÑAL

10k

P2

C5

10 63V

R6

47Ω

C6

4763V

K1

AF

040402 - 12

Figura 4. Interfaces para los módulos de radio.

Amplificador de FI (IF1 a IF3)Este circuito proporciona la ganan-cia total de 100 dB en la etapa final,actuando además como un limitador.Antes y después de la cadena delamplificador se han montado unosfiltros cerámicos de 10,7 MHz paraproporcionar la correspondienteselectividad.

Detector de FM (DET)Este circuito demodula la señal defrecuencia intermedia (FI) moduladaen frecuencia.

Detector de RSSI (RSSI)Las señales provenientes de la ca-dena amplificadora de FI intermediase rectifica y produce una tensióncontinua (DC) proporcional a la fuerzade la señal.

Comparador de Silencio (COM)La señal RSSI se compara con unatensión ya seleccionada que se puedeajustar utilizando un potenciómetro.Si el nivel en la entrada de antena caehasta los 17 dBμV o más abajo, laseñal de salida se desconecta.

De-Énfasis Este circuito comprime la pre-énfasisde 50 μs realizada en el transmisor,obteniendo una respuesta de fre-cuencia global del sistema plana.

Amplificador de AF (AF)Este circuito amplifica la señal deaudio demodulada antes de que lle-gue al módulo expansor.

Conmutador Analógico (SW)Si la fuerza de la señal cae demasiadobajo, la señal de audio se silencia uti-lizando este conmutador. La ilumina-ción de un diodo LED indica cuándose produce este silencio.

ExpansorEl rango dinámico de la señal deaudio se duplica utilizando este cir-cuito, el cual funciona de la mismamanera que lo hace en el compresor.

Amplificador de Salida de AF (AF)La salida del circuito expansor esamplificada con una cierta gananciapara obtener la señal de audio desalida.

Regulador de Tensión (AVR)Este circuito proporciona la tensiónde alimentación estable de 2,7 V glo-bal para el circuito, a partir de unatensión de batería comprendida entre3 y 12 V.

InterfazGracias a estos módulos complejosque incluyen casi toda la electró-nica necesaria, lo que queda porhacer es bastante sencillo. LaFigura 4 muestra las dos partes de

elektor

040402-1

C1

C2

C3

C4C5

C6

C7

C8

D1D2

IC2IC3

JP1

K1

P1

P2

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

04

04

02

-1

MIC1

AF

+3V

0

T

T

0

+5V

IC1

040402-1

Figura 5. Dos placas de circuito impreso constituyen un enlace radio.

38

Frecuencia 863.125 MHz; 863.625 MHz; 864.500 MHz; 864.875 MHzCanales de RF uno (fijo)Código de emisión F3ERango aproximadamente 50 m de visión directaRelación señal ruido (S/N) 90 dB (con filtro IHF-A)Rango de frecuencia de audio de 50 Hz a 15 KHz ± 3,5 dB (nivel de salida –50 dBV ± 3 dB)THD 2 % (con 1 KHz de señal AF, desviación de 15 KHz o de 7,5 KHz)Pre-énfasis 50 μsTemperatura de funcionamiento de 0° a 50° C

TransmisorOscilador Oscilador SAW, basado en cristalPotencia de RF 2 mWEstabilidad de frecuencia ±10 kHzPre-énfasis 50 μsReducción de ruido CompresorEmisión de espurios 1 μW máximoDesviación 15 kHz (con 1 kHz @ –25 dBV)Nivel de entrada de audio de –115 dBV a –15 dBV (con 1 kHz)Impedancia de entrada de audio 5 kΩTensión de alimentación de 3 V a 9 VMáximo consumo de corriente del módulo 25 mAConsumo de corriente medido 17 mA @ 3 V

ReceptorTipo de receptor SuperheterodinoOscilador mezclador Controlado por cristalFrecuencia intermedia 10.7 MHzReducción de ruido ExpansorSensibilidad 21 dBμV (@ THD 2 %)Sensibilidad del silenciador 17 dBμV ±4 dBNivel de salida de audio (en el módulo) –20 dBV (desviación = 15 kHz)

Valor máximo de – 10 dBV (con desviación = 30 kHz)

Impedancia de salida de audio (en el módulo) 10 kΩTensión de alimentación de 3 V a 12 VMáximo consumo de corriente del módulo 30 mAConsumo de corriente medido (D2 on, R2 = R3 = 560 Ω)32 mA

@ 3 V40 mA @ 5 V52 mA @ 9 V

Nota: 0 dBV = 0.775 V

La Curva A muestra la característica de transferencia global del enla-ce radio completo, medido con una ganancia mínima (en verde) y conganancia máxima (en rojo).La señal de entrada al transmisor era de –46 dBV (aproximadamente de 5 mV).La señal de salida a máximaganancia fue de – 31 dBV. La señal de salida en el receptor es de 5dB por encima del nivel de entrada en el transmisor. Con una señal deentrada más elevada, la respuesta cae de la misma manera que lohace a frecuencias más elevadas, pero la amplitud con 5,5 KHz está3 dB por encima de la de una señal de 1 KHz.

La Curva B nos muestra la distorsión (más el ruido) en la salida delreceptor frente al nivel de señal, medido sobre el rango de frecuen-cias de 22 Hz a 22 KHz. El valor óptimo parece que se obtiene conun nivel de señal de entrada en el transmisor de 5 mV. En este casola señal de entrada es aumentada desde los – 70 dBV hasta los – 15dBV con la ganancia en el receptor seleccionada a su máximo valor.Este nivel es más que suficiente para señales de voz hablada.

La Curva C muestra el espectro de frecuencia con un nivel deseñal de entrada en el transmisor de 5 mV. La mayoría de la dis-torsión la produce el segundo armónico. En este caso, el valor dela relación THD + N es de 0,85 % (sobre el rango de frecuenciasde 22 Hz a 22 KHz).

-26

+4

-24

-22

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

+0

+2

dBr A

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10kHz 040402 - 16

0.6

10

0.8

1

2

3

4

5

6

8

%

-60 +10-50 -40 -30 -20 -10 +0

dBV 040402 - 17

-100

+0

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

dBr

A

20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10

040402 - 18

k

Hz

A

B

C

elektor 39

este circuito interfaz. En el trans-misor podemos conectar un micró-fono o cualquier otra fuente deaudio deseada con un nivel máximode salida de – 15 dBV. Sin embargo,en la mayoría de los casos se utilizaun micrófono del tipo “electret”.Existe una pequeña tensión de des-ajuste (offset), presente en laentrada de audio, cuando ajusta-mos el potenciómetro P1 almáximo: en nuestro prototipo, latensión que conseguimos medirestaba en torno a los 0,15 V. Sitenemos que conectar un micrófonodinámico, es esencial añadir uncondensador de desacoplo. Comoalternativa podemos omitir montarla resistencia R1 y conectar elmicrófono dinámico en lugar delmicrófono “electret”. El potenció-metro P1 puede utilizarse para ate-nuar las señales de micrófono queson demasiado elevadas, demanera que el módulo de radio noesté sobrecargado.El circuito receptor es relativamentemenos sencillo. El módulo receptortiene dos salidas, una para la propiaseñal y otra que indica cuándo elnivel de señal es adecuado o cuándose ha disparado el circuito silencia-dor. Como disponemos de una grancantidad de energía de reserva en elreceptor (el funcionamiento travésde pilas no es esencial en este cir-cuito), podemos añadir un indicadoradicional en la forma de un diodoLED (D1).Para poder amplificar la salida delmódulo receptor (en el que unaresistencia de 10 KΩ no es exacta-

mente una baja impedancia),hemos añadido un pequeño móduloamplificador. Se trata de un ampli-ficador AC no inversor clásico cons-truido alrededor del amplificadoroperacional (del tipo “rail-to-rail)que puede trabajar con tensionescomprendidas entre 2,7 y 12 V, casien el mismo rango que el resto delmódulo. Hemos elegido una tensiónde alimentación de 5 V, aunquetambién habría sido posible utilizaruna tensión de 3 ó 12 V. Si quere-mos utilizar un amplificador opera-cional diferente (que no sea del tipo“rail-to-rail), sería obligatorio tra-bajar con una tensión de alimenta-ción de 5 V. La mayoría de losamplificadores operacionales sola-mente trabajarán correctamentecon una tensión de alimentaciónsimétrica de ± 5 V o con una ten-sión de alimentación asimétrica de10 V. Una ventaja adicional de esteamplificador operacional, TS 921, essu capacidad de trabajar con sali-das elevadas: puede trabajar direc-tamente con auriculares o inclusocon dos auriculares transductoresde 32 Ω cableados en paralelo, aun-que en este caso, el condensadorC6 tendría que sustituirse por unmodelo de 100 μF y 10 V. La resis-tencia de salida de 47 Ω protege alamplificador operacional de lacarga inductiva producida por elcable apantallado y de posibles cor-tocircuitos. El potenciómetro deajuste P2 permite realizar el ajustede la ganancia desde la unidad(potenciómetro P2 al mínimo de suresistencia) hasta 10 dB (potenció-

metro P2 al máximo de su resisten-cia). El condensador C6 eliminacualquier componente continua(DC) presente en la salida y laresistencia R7 asegura que siemprehabrá una carga presente en dichasalida. Como en nuestro circuito elamplificador operacional tiene unatensión de alimentación asimétrica,también es necesario utilizar uncondensador (C5) en el circuito derealimentación. Las resistencias R3y R4 fijan el punto de funciona-miento del amplificador operacionala la mitad de la tensión de alimen-tación. Los condensadores C7 y C8proporcionan un desacoplo adicio-nal a la tensión de alimentación. Senecesita una tensión de alimenta-ción más elevada para incrementarlas resistencias de limitación decorriente para los diodos LEDs debaja corriente, de manera que lacorriente a través de los mismos noexceda de los 2 mA.Hemos diseñado una placa de cir-cuito impreso de dos partes, demanera que se puedan alojar losmódulos de radio y algunos compo-nentes externos (ver Figura 5). Ladistribución de los componentesestá diseñada para unas prestacio-nes óptimas de audio.Los componentes se deben montarsobre la placa teniendo en cuentaque el módulo transmisor tan sólopuede montarse en la cara de cobre.Un conector jack hembra tradicionalde 3,5 mm proporciona la salida deaudio.Todo lo que queda por montar son lasantenas. En principio, un trozo de hilorígido con una longitud de l/4 (78 mma 860 MHz) realizará este trabajo sinproblemas. Podemos encontrar ante-nas más profesionales en la páginaweb de la casa Circuit Desing, enhttp://www.cdt21.com/.

(040402-1)

elektor 40

LISTA DEMATERIALES Resistencias:R1 = 2kΩ2R2,R8 = 560Ω*R3,R4 = 220kΩR5 = 4kΩ7R6 = 47ΩR7 = 100kΩP1,P2 = 10 kΩ potenciómetro ajuste

Condensadores:C1,C6 = 4μF7 condensador

electrolítico de 63 V radialC2,C7 = 100nFC3,C5,C8 = 10μF 63V condensador

electrolítico de 63 V radialC4 = 470nF

Semiconductores:D1 = Diodo LED verde de baja corrienteD2 = Diodo LED rojo de baja corriente

IC1 = WA-TX-01 (Circuit Design)IC2 = WA-RX-01A (Circuit Design)IC3 = TS921IN (o amplificador

operacional “rail-to rail” equivalente)

Varios:JP1 = Conector tipo “pinheader” de dos

terminales con puente (en ángulo rectosi fuese necesario)

K1 = Conector Jack hembra paramontaje sobre placa de circuitoimpreso (PCB) (por ejemplo, el modelo# 732893 de la casa ConradElectronics)

BT1 = Receptáculo de pilas para doselementos de 1,5 V

MIC1 = Micrófono electret PCB, Placa de Circuito Impreso con

código de pedido nº 040402-1(para pedir en PCB Shop)

elektor

resos circuitos impresos circuitos impresos circuitos i

Todos los circuitos están a tamaño real (100%) excepto indicación en contra.

040402-1

040299-1

(C) ELEKTOR

04

00

71

-1

Bicho Caminador(040071-1)

Detector RFID a 13,56 MHz(040299-1)

Micrófono sin Hilos(040402-1)

41

elektor 42

Actualmente la vida sin las comunicaciones sin hilos escasi impensable. Hoy día, prácticamente todo el mundo

hace uso de algún tipo de transmisor o de receptor:GSM, emisoras de radio y televisión, WLAN, Bluetooth,y muchos más. Sin embargo, todavía hay mucho másque decir sobre lo que está sucediendo en el espectro

radio. En este artículo les mostraremos lo que podemosencontrar en el “éter”.

desde la tensión continua DC hastalos 30 GHz en cuatro páginas

30kHzde 9 KHz a 14 KHz radionavegación, detección de tormentas,de 14 KHz a 19,95 KHz comunicaciones móviles

marítimas (incluidos submarinos), 16 KHz Servicio de la compañía BT,

de 19,95 KHz a 20,05 KHz. Estándar de frecuencias

no asignado 3kHz300Hz

Paul Goossens

ELF VLF

EL ESPECTRO DERADIOFRECUENCIA

A lo largo de los años, las organizaciones de todos los lugares delmundo han asignado ciertas partes del espectro de radio para aplica-ciones específicas. Una vista general a esta asignación puede verse enla representación gráfica de la parte superior de las páginas de esteartículo. El rango de frecuencias que vemos en esta muestra comienzaen torno a los 300 Hz y llega incluso hasta los asombrosos 30 GHz.El cuadro gráfico ha sido dividido en ocho partes, denominadas ban-das de frecuencia. Esta división se ha realizado de manera parcial, porrazones históricas y debido a decisiones tomadas en convenciones inter-nacionales. Hablando de manera aproximada, las frecuencias que per-tenecen a una determinada banda pueden interpretarse como que tie-nen propiedades físicas similares. Por supuesto, este hecho se producetambién en la zona de solapamiento o de transición entre dos bandas.

Bajas frecuenciasLas señales de radio con las frecuencias más bajas apenas se ven afec-tadas con obstáculos como edificios o árboles, comparadas con las seña-les que tienen frecuencias más elevadas. Cuanto más elevada sea la fre-cuencia más atenuada se verá la señal por los distintos obstáculos.Otra característica muy útil de las señales con frecuencias que sólollegan hasta los 30 kHz es que dichas señales tienden a seguir lacurvatura de la Tierra. Como las antenas no son mucho más ele-vadas que la correspondiente longitud de onda, la Tierra juega unpapel muy importante en la propagación de la señal. En esta situa-ción ya no será necesario que tanto la antena transmisora comola antena receptora tengan que "verse" una a otra.

RadiodifusiónUno de los usos más conocidos de las comunicaciones por radio es, porsupuesto, la radiodifusión. Hasta ahora, los modelos de modulaciónmás comunes utilizados para estos sistemas han sido AM y FM. Sehan reservado tres partes del espectro para la radio en AM: la bandade onda larga (LW, en castellano OL), la banda de onda media (MW,en castellano OM) y la banda de onda corta (SW, en castellano OC).De estas tres bandas, la onda corta (OC) aún es la más utilizada,debido a que, dependiendo de la propagación en esta banda, pue-den conseguirse comunicaciones a lo largo de todo el mundo, sinembargo, como estas frecuencias son algo más elevadas (normal-mente, comprendidas entre 1,6065 y 30,00 MHz), la propagaciónpor onda de superficie no juega un papel tan importante y estasseñales apenas son capaces de seguir la curvatura de la Tierra.No obstante, aún es posible recibir estaciones de radio desde elotro lado del mundo en este país, debido al comportamiento deuna determinada capa de la atmósfera llamada ionosfera. Estacapa refleja las ondas de radio de la banda de onda corta. Lasestaciones de radio transmiten una señal de muy poca potencia(entre 15 y 120 W), con un cierto ángulo hacia la ionosfera. Esteángulo se elige de manera que las ondas de radio se reflejan haciala zona del mundo que se desea que lo reciba.

La mayoría de la gente tiende a asociar las bandas de OC, OM y OLcon el pasado, por ello, en la actualidad solamente escuchan la radioen FM (de 87,5 a 108 MHz). La calidad de sonido de estas transmi-siones es mucho mejor que la que utilizan las bandas de “AM”, y ade-más los transmisores de FM también proporcionan a menudo serviciosextra como RDS (Sistema de Datos vía Radio), por ejemplo, una radiode coche puede conmutar automáticamente a una estación diferente(radiodifusión del mismo programa) cuando la recepción de la estaciónactual empeora; otro servicio consiste en detener automáticamente elreproductor de CDs o de cintas magnéticas y conmutar para escucharla radio cuando se realiza un anuncio de la situación del tráfico.Un desarrollo reciente en la radiodifusión es la transmisión de señalesde radio digitales (DRM) en las bandas de onda corta. Esto permite quetanto la señal de audio como la de datos estén incluidas dentro deuna radiodifusión. Por lo tanto, es probable que se introduzcan en elfuturo distintos servicios adicionales en la radiodifusión de onda corta.Este tema ya se ha tratado anteriormente en Elektor Electronics. Ennuestra entrega de mayo de 2004 publicamos un diseño para unreceptor de radio digital de onda corta (receptor DRM).Actualmente también hay transmisiones de radio digital (DAB, Radio-difusión de Audio Digital), que son una buena alternativa a la tra-dicional radio de FM. El mismo desarrollo ha tenido lugar en televi-sión: las transmisiones analógicas convencionales (que ocupan unaparte bastante grande del espectro), comenzarán a ser sustituidascon el tiempo por la televisión digital (DVB-T; Radiodifusión de VídeoDigital Terrestre). La mejora en la calidad de la señal no es la únicaventaja para cambiar a la tecnología digital, el espectro disponiblese utiliza de manera mucho más eficiente debido a que distintoscanales pueden colocarse ahora en la misma zona del espectroEste desarrollo ya se ha producido con la televisión por satélite:además de la televisión analógica original por satélite, ahora pode-mos encontrar que la mayoría de las transmisiones por satélitemodernas son digitales.

Comunicaciones profesionalesAdemás de la radiodifusión de radio y televisión, existe una grancantidad de aplicaciones donde la radio se utiliza para el inter-cambio de información, sólo tenemos que pensar en las comuni-caciones por avión, en barco, la policía, etc. Estos grupos parti-culares también tienen reservadas ciertas partes del espectro paraellos. Tenemos que señalar que el uso de todas las bandas men-cionadas requiere la posesión de una licencia.Una de las bandas más importantes para el uso profesional es la quecubre desde los 0,3 a los 3 KHz. Esta parte del espectro se usa prin-cipalmente para las comunicaciones submarinas. La razón de ello esque estas frecuencias extremadamente bajas (ELF) apenas son ate-nuadas en el agua. Pero como el ancho de banda es muy pequeño,solamente pueden usarse para enviar datos (morse) y nunca vozhablada. Si se produce una situación donde la comunicación habladaes vital, el submarino recibirá en primer lugar un comando de "super-

elektor 43

30kHz 300kHz 3MHz40 KHz JJY (Señales de tiempo en Japón)50 KHz RTZ (Señales de tiempo en Rusia)

60 KHz MSF (Señales de tiempo en Inglaterra)77,5 KHz DCF (Señales de tiempo en Alemania)de 70 KHz a 130 KHz radionavegación (NDB)

de 130 KHz a 148,5 KHz comunicaciones móviles marítimasde 135 KHz a 137 KHz radioaficionados

de 148,5 KHz a 283,5 KHz radio (Onda Larga)

de 335 KHz a 495 KHz radionavegaciónde 526,5 KHz a 1.606,5 KHz Onda Media

de radio (AM) y AM y DRM1.800 KHz radioaficionados (160 m)

LF MF

ficie" por ELF. A continuación podrá utilizar las frecuencias más altas"normales" (generalmente OC) para sus transmisiones.En ciertas ocasiones, los radioaficionados con licencia también pue-den ser considerados como usuarios profesionales. Varias partes delespectro han sido colocadas al lado de este grupo de usuarios, cuyastransmisiones a menudo son de una naturaleza experimental.

Bandas ISMLas bandas ISM (Industrial, Científica y Médica) son especiales enel sentido de que no necesitamos una licencia para utilizarlas, adiferencia de otras muchas bandas, existen bastantes zonas delespectro que puede usar cualquier persona para distintos propósi-tos, con la única condición de que los usuarios dispongan de equi-pos de radio homologados. Las bandas de 433 y 866 MHz sonlas más conocidas de este tipo (para telefonía y micrófonos sinhilos). La banda de 2,4 GHz también se incluye en esta categoría,donde podemos encontrar, entre otros, redes LAN sin hilos y Blue-tooth. Los hornos de microondas también se incluyen en este grupo.

La banda de 27 MHzLa banda de 27 MHz, también conocida como CB (Citizans Band oBanda de Ciudadanos) o banda de 11 metros, está comprendida entrelos 27,60 y los 27,99 MHz en el Reino Unido y entre 26,96 y 27,41MHz en Estados Unidos. En el Reino Unido se requiere una licenciapara utilizar la banda CB, aunque en muchos otros países europeosno es necesario poseer dicha licencia. Los conductores de camionesy taxistas son un grupo de personas que conoce muy bien el uso dela banda CB, ya que les permite mantenerse en contacto en carretera.Esta banda también se utiliza (así como parte de las bandas de 30,25 y 40 MHz) para equipos de radiocontrol de modelismo, tales comoaviones, coches y barcos controlados por mandos remotos.Una pequeña parte de la banda CB ha sido reservada para suuso como una banda ISM.

Señales de tiempoHasta ahora nos hemos centrado principalmente en las comunicacio-nes entre personas. También existe una gran cantidad de aplicacionesdonde las comunicaciones vía radio se emplean para procesos auto-máticos. Un ejemplo de ello es la transmisión de señales de tiempo.Así, desde un cierto número de transmisores VLF repartidos alrede-dor de la Tierra se envían señales de tiempo extremadamente preci-sas. Uno de los más conocidos en el continente europeo es el transmisorDCF77, que esta situado cerca de Frankfurt, en Alemania. Esta esta-ción trabaja a la frecuencia de 77,5 KHz y transmite una señal detiempo altamente precisa, derivada de un reloj atómico. Relojes depulsera, despertadores y otros tipos de reloj que disponen del corres-pondiente receptor integrado, actualizan de manera automática su

hora con la señal DCF77 recibida. El cambio entre horario de veranoy horario de invierno también se produce de manera automática.Como estos modelos de transmisores utilizan una frecuencia relati-vamente baja, estas señales pueden recibirse a grandes distancias(la distancia típica estaría comprendida entre 1.000 y 1.500 km).Esto significa que un transmisor cubre un área muy amplia.

Sistemas de posicionamientoOtro tipo de aplicación automatizada de las ondas de radio son lossistemas de posicionamiento. Aunque actualmente los GPS ya son algodel dominio público, en la aviación militar y comercial se utilizan dife-rentes sistemas de navegación que disponen de radiofaros en tierraen lugar de satélites en el cielo. A lo largo del espectro se han reservadopequeñas bandas para los distintos sistemas de posicionamiento. Laindustria de la aviación utiliza diversos sistemas colocados juntos. Enla parte LF del espectro están los denominados NDBs (Non-DirectionalBeacons, es decir Radiofaros No Direccionales). Estos equipos trans-miten, como su nombre indica, una señal en todas las direcciones. Enlos aviones en los que se utiliza la navegación NDB, una flecha indicala dirección en que está situado el transmisor. Con la única condiciónde que esta flecha apunte directamente hacia nosotros, sabemos queestamos volando directamente hacia el transmisor.Otro sistema es el sistema VOR (VHF Omnidirectional Range, es decir,Rango Omnidireccional de VHF). Este sistema de navegación nos dice quéángulo relativo tiene el avión con respecto al transmisor. A diferencia delsistema NDB, que sólo trabaja cuando estamos volando en la direccióngeneral del radiofaro, el sistema VOR trabaja sin tener en cuenta la direc-ción en que vuela dicho avión. El sistema ILS (Instrument Landing System,es decir, Sistema de Aterrizaje con Instrumentos) es probablemente el sis-tema de navegación más ampliamente conocido en aviación. Este sis-tema ayuda a los pilotos durante el aterrizaje, de manera que puedan rea-lizar un aterrizaje seguro incluso cuando se dispone de una mala (o nula)visibilidad. El sistema ILS indica que el avión no está en el rumbo correctohacia la pista de aterrizaje, además de señalar la altitud correcta.Se está haciendo un gran esfuerzo en la sustitución de estos siste-mas (ya algo antiguos) con los nuevos sistemas basados en GPSpero, por el momento, los GPS no son lo suficientemente precisospara emplearlos en el aterrizaje de aviones.

El sistema GalileoUn cierto número de países europeos han colaborado en un pro-yecto para crear una red similar a la de los GPS. Al igual que losGPS, esta red hace posible determinar nuestra posición de unamanera muy precisa. Este nuevo sistema, llamado Galileo, tam-bién utiliza una red de satélites en el espacio. Se ha anunciadoque este sistema será mucho más preciso que el actual GPS.Para este nuevo sistema se han reservado tres bandas de frecuencia. Unade ellas se utiliza para las transmisiones desde la Tierra hacia los satéli-

elektor 44

HF VHF

300MHz30MHz3MHz Radiodifusión en Onda Corta SW AM/DRM

Bandas de utilidades y radioaficionados (80 / 40 / 20 / 17 / 15 / 10 m)de 6,765 MHz a 6,795 MHz ISM

de 13,553 MHz a 13,567 MHz ISMde 26,957 MHz a 27,283 MHz ISM

de 26,96 MHz a 27,41 MHz CB (EU) (11 m)de 27,60125 MHz a 27,99125 MHz CB (UK) (11 m)

50 MHz radioaficionados (6 m)de 54 MHz a 72 MHz MOD; televisión en VHF (en desfase)

de 76 MHz a 87,5 MHz PMR, MODde 87,5 MHz a 108 MHz radio FM

de 108 MHz a 117,975 MHz radionavegación (VOR)de 137 MHz Satélites meteorológicos (que orbitan)

de 144 MHz a 146 (148) MHz radioaficionados (3 m)de 146 MHz a 174 MHz PMR

de 174 MHz a 216 MHz DAB; Banda 3 de VHF de televisión

tes, para recibir nueva información o hacer una corrección de rumbo.Otra banda es para las comunicaciones entre los satélites y la última deellas es para el envío de información hacia los usuarios de Tierra.Las frecuencias utilizadas para las transmisiones hacia los usua-rios en tierra se han reservado, de manera intencionada, bastanteelevadas (hasta un máximo de 5,01 GHz), ya que estas frecuen-cias permiten realizar medidas extremadamente precisas.

GSMLos teléfonos móviles son la aplicación que ha cambiado nuestravida del día a día de manera significativa en los últimos años. Hoydía podemos encontrar a cualquier persona telefoneando oenviando mensajes de texto en casi cualquier lugar que podamosimaginar. Los postes de las antenas de las estaciones base de lasredes GSM también se ven por doquier.Las primeras redes GSM hacían uso del sistema GSM 900. Este sis-tema funciona, como su nombre indica, a frecuencias próximas a los900 MHz. Más tarde, a este sistema se añadió la red GSM 1800, quefunciona a frecuencias próximas a los 1.800 MHz. Las frecuencias quese utilizan para los teléfonos móviles de tercera generación fueron subas-tadas no hace mucho tiempo. El sistema utilizado para estas comuni-caciones, el UMTS, utiliza frecuencias que son aún más elevadas.La desventaja de estas frecuencias tan elevadas es que el rango dealcance de los transmisores se reduce para los mismos niveles depotencia. Esto no se debe tan sólo a la alta atenuación que se pro-duce en el aire, sino que también se debe a los distintos obstáculosque puede encontrar la señal en su camino, tales como muros, cochesy árboles. Cualquier objeto que conduzca la electricidad (metales oque contenga agua) contribuye a la atenuación. Esto significa que senecesitan muchas más estaciones base para cubrir el mismo área.

Por último...Si nuestros lectores desean encontrar más información sobre todoesto, lo único que tienen que hacer es conectarse a Internet. Páginasweb como “Dutch Nacional Grequecy Register” (es decir, RegistroNacional de Frecuencias Alemán) y las páginas de la Agencia deRadiocomunicaciones, contienen una vasta cantidad de informaciónsobre aplicaciones, asignaciones de frecuencias y licencias. Una bús-queda de "asignación de frecuencias" en Google nos devolverá ungran número de lugares interesantes en Internet. (040438)

EnlacesEl espectro de Radiofrecuencia en el Reino Unido (en general):

www.ofcom.org.uk/static/archive/ra/publication/ra_info/ra235/ra235.htm

Agencia de Radiocomunicación (Former):www.ofcom.org.uk/static/archive/ra/publication/ra_info/ra365.htm

Asignación de Frecuencias en Estados Unidos:www.ntia.doc.gov/osmhome/ allochrt.html

¿Produce interferencias un horno microondas?En la tabla de distribución de frecuencias podemos ver que los horno de microondasfuncionan en la misma banda que las redes WiFi (LAN sin hilos) y Bluetooth. A menudohay rumores sobre si un horno de microondas produce interferencias con las redes sinhilos, pero ¿cuánto hay de verdad en la práctica sobre este tema?

Las redes LAN sin hilos utilizan una técnica de modulación especial que hace uso de un rangobastante amplio de frecuencias. Esto se hizo así con el propósito de que si se producían inter-ferencias en una pequeña parte del espectro, éstas solamente tuvieran un pequeño efectosobre la conexión global. El sistema Bluetooth, que también trabaja sobre la banda ISM de2,4 Mhz, también utiliza la denominada técnica de modulación de "espectro ensanchado".Las transmisiones en el sistema Bluetooth cambian rápidamente entre diferentes canalesdentro de la banda, disminuyendo en gran medida los efectos de las posibles interferencias.

La interferencia puede estar originada por un horno de microondas. Esta máquina secomporta de hecho como un potente transmisor en una caja con una puerta. Esta puer-ta está aquí por una buena razón, que es la de detener y evitar que la potente energíade RF pueda escapar. Los hornos de microondas están recubiertos de una estructurametálica y de una malla metálica sobre la ventana de la puerta. Cuando la puerta estácerrada, el conjunto global funciona como una caja de Faraday y las ondas de radio nodeberían ser capaces de abandonar el horno de microondas. En la práctica, esta cajametálica siempre tiene unas ligeras fugas y algunas señales de RF podrían escapar.Esto, normalmente, no supone ningún problema, pero en los hornos de microondasmás viejos o defectuosos podría fugarse una cantidad de energía bastante significativa.Si nuestro receptor WLAN no tiene una buena etapa de entrada, existe la posibilidadde que la conexión sufra con la presencia del horno de microondas cuando éste está enfuncionamiento. En los casos extraños como el que acabamos de describir, podemosnotar que la cantidad de datos a través de nuestra red sin hilos se reduce, pero seríaextremadamente difícil que perdiéramos toda nuestra conexión de red.

elektor 45

UHF SHF

30GHz1.2 GHz300MHz de 380 MHz a 395 MHz Tetra (Pol)de 400 MHz a 430 MHz Radio troncal

de 430 MHz a 440 MHz radioaficionados (70 cm); rada-res de barcos y de playa433 MHz ISM, SRD, LPD

446 MHz PMR – 446 radiode 440 MHz a 470 MHz PMR, Tetra

de 470 MHz a 806 MHz televisión de UHF (DVB-T) de 876,1 MHz a 958,9 MHz GSM - 900

de 1.030 MHz a 1.090 MHz transpondedores aeronáuticos (IFF)

de 1.240 MHz a 1.300 MHz radioaficionados (23 m)1650 MHz satélites geoestacionarios meteorológicos

de 1.710,1 MHz a 1.879,9 MHz GSM – 1800de 1.880 MHz a 1.969,7 MHz teléfonos DECT

de 1.899,9 MHz a 1.934,9 MHz UMTSde 2.400 MHz a 2.500 MHz ISM (WLAN, WiFi, Bluetooth)

de 2.446 MHz a 2.454 MHz RFID2.450 MHz hornos de microondas

10 GHz radioaficionados

distancia adicional

RX

040438 - 11

TXTX

RX

ondas reflejadas

110 - 130 km

200 - 230 km

350 - 400 km

seña

l de

HF

señal de VHF/UHF

Figura 1. Las señales de RF pueden ir más allá del horizonte utilizandouna capa de gases ionizados en la atmósfera.

TERMÓMETRO REMOTO PARA

elektor 46

Cyril Jouanjan

En este artículo describiremos un sis-tema que mide y graba temperaturas.El corazón del sistema es un pro-grama escrito en Visual Basic. Esteprograma lee los sensores de tempe-

ratura, que tienen la referencia DS1621 de la casa Dallas Semiconductor.A este circuito pueden conectarsehasta un total de cuatro sensores. Laprecisión de la temperatura medida

es de 0,5° C y el intervalo entre medi-das sucesivas puede elegirse entre 2ó 10 segundos o 1 minuto.El programa puede mostrar los valo-res medidos como una gráfica o sen-

Con la ayuda de un ordenador y un sensor de temperaturainteligente es muy fácil y rápido obtener un sistema de envío dedatos de temperatura profesional. Utilizando el correo electrónico,podemos monitorizar hasta cuatro temperaturas diferentes adistancia. Los sensores se conectan simplemente al puerto paralelode un ordenador.

cillamente como texto. También tene-mos una tabla con las 60 medidasmás recientes y otra que nos muestralas medidas durante la últimasemana. Esta última tabla nos per-mite profundizar hasta una resoluciónde una hora. Además, es posiblealmacenar los resultados en ficherosdiferentes para una posterior modifi-cación, por ejemplo, en una hoja decálculoUna novedad de este programa es laopción de enviar mensajes de correoelectrónico de aviso a través de lared a la que el ordenador puedeestar conectado. Esta opción tansólo requiere la presencia de un ser-vidor de correo SMPT. Los mensajescontienen la fecha y ahora y elbuzón receptor simplemente puedeverlos de la misma manera que loharía con cualquier otro mensaje decorreo. Se pueden introducir hastaun total de 3 buzones de destino.Además, también es posible verifi-car el sistema de manera remota, oincluso cuando se está ausente,para ver cuando se ha producidouna alarma en particular y en quéfecha y hora ocurrió. Esto se podríautilizar para monitorizar la tempera-tura de un sistema de aire acondi-cionado o, por ejemplo, la tempera-tura de una sala de ordenadores ouna sala de calderas. El máximoperíodo que se puede grabar es deuna semana.Cada sensor dispone de dos alarmasque pueden ser programadas.Dichas alarmas serán disparadascuando se haya excedido un ciertoumbral de temperatura. De estemodo, por ejemplo, la alarma puedeser disparadas en el momento enque la temperatura supera los 25 °Co los 30 °C. Para cada suceso sepuede enviar un mensaje indepen-diente. También es posible seleccio-nar un límite superior y uno inferioro, también, dos límites inferiores.Una histéresis de 2 °C evita lamayor parte de los mensajes erró-neos que se podrían dar cuando latemperatura está en torno al umbralde alarma. Este circuito permite que

podamos construir un sistemabarato de aviso. Tan sólo necesita-mos un viejo ordenador con un pro-cesador de 200 MHz, equipado conuna tarjeta de red.

Los CircuitosLos sensores se conectan al circuitoutilizando el ya familiar bus I2C (verFigura 1). Las tarjetas de los senso-

EL ORDENADOR

elektor 47

Envío de datos desdeun ordenador con alerta de correo

tarjeta I2C

Bus I2C (3 hilos) + alimentación

máximo 4 sensores

sensor 1DS1621

040085 - 11

sensor 2DS1621

//

K1

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

1

2

3

4

5

6

7

8

9

SUB D25

RJ-11

K21

2

3

4

R1

10k

R2

10k

R3

10k

R4

10k

R5

10k

R6

10k

1 21

IC1.A

3 41

IC1.B

981

IC1.D

11101

IC1.E

561

IC1.C

IC1

14

7

C1

100n

040085 - 12

IC1 = 74LS05

verde

rojo

blanco

amarillo

marrón

SDA

SCL

+5V

GND

negro

amarillo

rojo

verde

Figura 1. Los sensores se conectan a través de un bus I2C.

Figura 2. Un pequeño circuito integrado y unas pocas resistencias forman uninterfaz completo.

res se pueden conectar de maneraefectiva en serie, de forma que, encada caso, la salida un sensor esteconectada a la entrada del siguiente.El último sensor que, por supuesto,también es el primero si sólo utiliza-mos un sensor, es el que se conectaal ordenador. En la Figura 1 esto seindica con el símbolo “//”. Comoalternativa, del programa tambiénsoporta una tarjeta interna ISA con elinterfaz I2C.La Figura 2 nos muestra el esquemaeléctrico del interfaz adecuado parael puerto paralelo de un ordenador. Eldiseño se ha obtenido a partir de unanota de aplicación de la casa Philipsy tan sólo utiliza un único circuitointegrado. El circuito integrado74LS05, un inversor hexadecimal consalidas en colector abierto, se utilizacomo un circuito “búfer”. Además deeste circuito integrado también senecesitan unas cuantas resistenciasde “pull-up”, un conector sub-D de 25terminales macho y un conector RJ-11. Eso es todo.

Las Conexiones de los Sensores

El sensor que se utiliza en este cir-cuito, el DS 1621, ya contiene prácti-camente todos los componentesnecesarios. El circuito integradotambién contiene un termostatointerno pero que su funcionalidad noestá siendo utilizada en este pro-yecto. La precisión del DS 1621 esdel orden de los 0,5 °C, sin necesi-dad de realizar un tipo de calibraciónespecial. El rango de medidas seexpande desde los – 55 °C hasta los125 °C y su tiempo de conversión esde 1 segundo.Además del propio circuito integrado,necesitamos trabajar con tres resis-tencias adicionales, las cuales sonnecesarias para configurar la direc-ción (ver Figura 3). De este modo seevitan los posibles conflictos con elbus I2C. Los sensores se identificanutilizando 7 bits de direcciones, de losque tres de ellos son programadospor el usuario (los bits típicos parauna dirección I2C), más un bit paraconfigurar el modo.Por lo tanto, la dirección oscila entrelos valores 144 (A2 / A1 / A0, todoscon valor lógico cero) y 158 (A2 / A1/ A0, todos con valor lógico uno), enpasos de 2, y se programan utili-zando puentes físicos. El valor quese ha configurado es necesario quese introduzca en el programa de

elektor 48

RJ-11

K1

1

2

3

4

RJ-11

K2

1

2

3

4

DS1621

IC1

TOUT

SDA

SCL

A2

A1

A0

6

8

4

5

1

7 2

3

R1

10k

R2

10k

R310

k

C1

100n

SCL

SDA

+5V

0V

to I2C bus

to I2C bus

040085 - 13

Figura 3. Los puentes seleccionan la dirección del sensor.

Figura 4. La ventana principal del programa proporciona una buena vista generalde la historia de la temperatura.

Tabla 1. Direccionamiento

Parte estática Dirección 2

Dirección 1

Dirección 0

Lectura/Escritura

1 0 0 1 A2 A1 A0 R/W

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

Visual Basic. El circuito integrado DS1621 se conecta al bus I2C a travésde los tres hilos SDA, SCI y GND. Latensión de alimentación se obtiene através del ordenador. El condensa-dor de 100 nF proporciona el des-acoplo necesario para esta tensiónde alimentación.

El MontajeEl montaje de este circuito real-mente no es complicado y se puedemontar fácilmente en una pequeñapieza de placa de prototipos. Porsupuesto, si estamos habituados autilizar paquetes de programas quenos permitan diseñar los circuitosimpresos de nuestro circuitos, esprobable que nos sea más fácil hacerel diseño de nuestro propio circuitoimpreso.El resultado final puede llegar a sermuy compacto si, como en nuestrocaso, el prototipo se realiza utilizandoresistencias de “pull-down” en suversión SMD. Estos componentes sepueden soldar muy fácilmente direc-tamente sobre las pistas de la placade circuito impreso.Los sensores se conectan unos aotros utilizando cables montadossobre conectores RJ-11. La longitudmáxima que se permite utilizar coneste bus depende del número de cir-cuitos DS 1621 y viene determinadapor la carga capacitiva en el bus I2C(400 pF máximo). En la práctica, elautor, que ha utilizado 2 sensores,obtuvo una longitud máxima de 7metros. Si fuese necesario, esta lon-gitud se podría incrementar utili-zando un extensor de bus como elcircuito integrado 82B715 de la casaPhilips.

El ProgramaAhora vamos a echar una miradamás detenida al programa. Cuandoiniciamos el programa por primeravez se visualiza con la configuración

por defecto. A continuación, pode-mos modificar la configuraciónseleccionando la opción de menú“General Configuration” (es decir,Configuración General) en la ven-tana del programa principal (verFigura 4). En la Figura 5 se mues-tra la ventana que aparece paradicha configuración. En esta ven-tana se puede ajustar todos losparámetros relacionadas con lasmedidas del la temperatura. Así,con la opción I2C Bus (es decir, BusI2C) seleccionamos el tipo de inter-faz para ordenador y este está utili-zando. La opción I2C.ini da las órde-nes al programa para obtener lainformación de configuración a par-tir de un fichero externo con el nom-bre I2C.ini. Este fichero tiene queestar ubicado en el directorio deWindows. En este fichero, bajo lasección [I2C Card], podemos intro-ducir la dirección base (en hexade-cimal) de la tarjeta interfaz I2C(cuyo valor por defecto es de

0x300). Bajo la sección [I2C Para]debería estar una dirección, enhexadecimal, del puerto paraleloutilizado (normalmente 0x378 paraLPT1).Los parámetros para los cuatro sen-sores también pueden introducirse enla ventana que se muestra en laFigura 5. Todos los parámetros paraun sensor están uno a continuacióndel siguiente. Bajo la dirección deci-mal del sensor se encuentra uncampo de texto que puede alojar delnombre del sensor. Por ejemplo, coo-ling1 o cooling2.Si seleccionamos Yes bajo la opciónAcquisition (Adquisición), se inicia elproceso actual de medidas. En conse-cuencia, si se selecciona Yes bajo laopción Record in file (es decir, Grabaren fichero), los resultados de las medi-das se almacenan en un fichero detexto (con los nombres file_opn1.texthasta file_opn4.txt).La activación de las alarmas se rea-liza de la misma manera. Así, si se

elektor 49

Figura 5. Una ventana independiente de configuración se utiliza para configurarlos parámetros necesarios.

Sobre el AutorCyril Jouanjan tiene una edad de 38 años y tiene la titilación deIngeniero de Información (especialidad en sistemas y redes multime-dia). Actualmente trabaja en el sur de Francia. Cyril dispone de unalicencia de radioaficionado (F5NYV) desde 1988 y como consecuen-cia de esta afición, se ha formado en las distintas técnicas que serequieren en la realización de ciertos temas, como mecanismos yelectrónica.

selecciona Yes bajo lo poción Alerthigh (es decir Alerta activada), laalarmas de dispararan cuando seespera del valor correspondienteintroducido (en caso contrario, serproducida cuando la temperaturacaiga por debajo de este valor). En lacorrespondiente ventana de textopodemos introducir el mensaje quedebemos enviar a través del correoelectrónico.Por último, en la parte más inferior dela ventana, podemos introducir lacantidad de veces que leeremos latemperatura de los sensores corres-pondientes (es decir, el período deadquisición).

Viendo losResultados

Una vez que hemos introducido enla dirección y en nombre de los sen-sores y hemos activado la adquisi-ción, pulsaremos sobre el botón OKy volveremos sobre la ventana prin-cipal (ver Figura 4). Esta ventanase actualiza a la misma velocidadque hemos introducido previa-mente en el período de adquisición.Si el sensor ha sido detectado, elnombre correspondiente se mues-tra en una ventana de fondo verdeque parpadea, mostrando en elvalor de la temperatura medida asu derecha. Si el sensor no res-ponde oscila dirección introducidano es correcta, este nombre apa-rece como fondo rojo sin parpadear.De la misma manera, el programaindica, con un color verde, si lacomunicación con el bus I2C estacorrecta o no (I2C OK).Dos gráficas muestran las variacio-nes de temperatura. La primera grá-fica contiene las 60 medidas realiza-das más recientemente, en funcióndel tiempo. Esta pantalla ofrece unavista rápida de la información másreciente. En general, en esta ven-tana se muestra la ultima hora,cuando el intervalo de medida se haconfigurado a 1 minuto.La segunda gráfica, que utiliza unafunción de zoom y un botón del des-plazamiento horizontal, permite quelas medidas puedan ser examinadasen un periodo que va desde unahora hasta 7 días y 8 horas. Estonos permite ver lo que ha sucedidodurante los últimos días. Las medi-das en la gráfica se actualizan unavez por minuto, independiente-mente de periodo de adquisiciónseleccionado.

Alarma a Través del Correo

Para poder activar la alarma a travésdel correo electrónico necesitamos losrequisitos siguientes:

– Un servidor de correo SMPT acce-sible a través de la red a la quedebería estar conectado el orde-nador de medidas de temperatura.Si no se dispone del correspon-diente servidor de correo, pero sinque se dispone de Internet, pode-mos instalar uno por nosotros mis-mos. Existen numerosos servido-res de correo gratuito disponiblesen Internet para los sistemas ope-rativos más comunes. Un ejemplode ello es Mercury Transport System(es decir, Sistema de TransporteMercurio), del cual está disponi-ble para ser utilizado con los sis-temas Microsoft Windows yNovell Netware.

– Una cuenta de correo electrónicoconfigurada con el nombre de laestación de temperatura que será laque envíe los mensajes.

– Hasta 3 cuenta de correo electró-nico para recibir los mensajes.

A continuación iremos a la ventanaMail Parameters (es decir (Paráme-tros de correo) para introducir todaesta información (ver Figura 6). Enel apartado Mail server IP address (esdecir, Dirección IP del servidor decorreo) introduciremos la direccióndel servidor SMPT. En los apartadosAdministrador, Secondary y Thirdemail (es decir, direcciones de correoAdministrador, Secundario y Ter-cero), introduciremos las direcciones

de aquellos que podrán recibir loscorreos de alarma. No debemos olvi-dar activar la correspondiente opciónActive (es decir, Activa).Se necesita indicar la dirección decorreo electrónico de la estación detemperatura ya que los servidoresde correo electrónico, normalmenteno aceptan los correos de entradasin una dirección de quien los envía.Así pues, introduciremos la direc-ción que hemos configurado previa-mente. Confirmaremos todas estasopciones pulsando sobre el botónOK. Una vez que hemos completadotodos estos campos, ya podemosenviar un mensaje de texto al servi-dor desde la opción de menú Prefe-rentes/Text (Preferencias /Texto). Sitodo está configurado de maneracorrecta, el mensaje aparecerá en elbuzón de correo de todos los usua-rios activados.

Por ÚltimoLa mayoría de las ventanas de esteprograma tienen un breve texto deayuda que aparece cuando el ratón sepasea sobre la correspondiente ven-tana. Cuando se instala el programaprincipal, se instala al mismo tiempotambién el programa TestI2C. Estautilidad permite que el bus I2C puedaser verificado y comprobar así su fun-cionamiento correcto, al mismo tiem-po que puede detectar los sensoresconectados al bus.

(040085-1)

elektor 50

Figura 6. Esta es otra ventana para configurar la funcionalidad del correoelectrónico.

elektor 51

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Hacer un robot que camine enlugar de moverse con ruedas puedeser bastante desalentador. El autorde este bicho con patas nos hadado una solución muy sencilla.

BICHO CAMINADOR

elektor 52

A. Vreugdenhil

Un robot con patas servo-alimentadas

Aunque nuestro robot sería inca-paz de mantenerse derecho

sobre dos piernas, real-mente puede caminarusando dos servos y unamínima cantidad de elec-

trónica. La potencia de estediseño es, por supuesto, una

combinación de esos dos elemen-tos. Los servos hacen el movimien-to ‘natural’ necesario aquí: movi-miento de vaivén. La ventaja másimportante que tienen sobre otrosactuadores es que los microcontro-ladores pueden excitarlos directa-mente, lo cual nos ahorra la electró-nica de drivers e interfaces electró-nicos (Figura 1).La construcción mecánica del BichoCaminador es relativamente simple,las ‘patas’ se sujetan directamente alvástago de los servos.

ServosUn servo es básicamente un motoreléctrico que tiene ensamblado unengranaje excitado por medio de uncircuito de detección de posición.Además de la tensión de alimenta-

ción, el servo necesita una señal deexcitación que sirva para indicar laposición deseada. Consecuentemente,los monitores de servos cambian ymantienen la posición de sus ejesellos mismos. Mientras que la señalde excitación permanezca inalterada,el eje del servo no se moverá, éstesólo se moverá si la señal de excita-ción cambia.La señal de excitación consta de pul-sos de onda cuadrada con un nivelde 5 V. El periodo de los pulsos esconstante, mientras que su anchuradetermina la posición del eje. Laposición de cero del eje del servocorresponde a una anchura de pulsode 1,5 ms. Dependiendo de la canti-dad de giro, los pulsos se hacen máscortos o más largos, sin embargo,debemos mantener un periodo cons-tante de 20 ms.

SoftwareNuestro propósito es hacer que elrobot ponga una pata frente a laotra, simulando la forma de caminarde los animales de este tipo. Consi-derando que tenemos que excitar un

servo, la implementación de esemovimiento puede parecer una cues-tión compleja para que la puedamanejar un microcontrolador. Afor-tunadamente se puede hacer sindemasiados problemas gracias allenguaje de programación que hautilizado el autor. BASCOM-AVRcomprende una rutina especial parala excitación de servos, acepta unvalor, proporcionado en forma deparámetro, el cual determina direc-tamente la posición del eje. Estarutina evita tener que crear la formade pulso PWM y la temporizaciónrequerida para excitar un servo.Todo lo que necesitamos es progra-mar el movimiento real que levamos a dar a nuestra criaturarobot. Esto se consigue tal y comose indica en el programa, en elbucle principal, subrutina ‘Step 1’,a la que se salta cada 100 ms. Enesta rutina, el micro cuenta de 1 a12, los valores corresponden a las12 posiciones a las que puede girarel eje cuando se produce un ‘paso’real. Por otro lado, en el programaencontraremos una tabla que per-mite al micro acceder a un valor

elektor 53

S1 S2

100n

C1

C2

10u

100n

C4

R1

10k

X1

4MHz

RESET

MISO

SCK

MOSI

D1D2

R2

1k5

R3

1k5

100n

C3

K1

16V

4V8

K2

K3

K4

AT90S2313

XTAL1 XTAL2

IC1PB6

PB5

PB1

PB0

PD2

PD3

PB7

PB3

PD0

PD1

PD6

PD4

PD5

RST

PB4

PB2

20

10

19

18

17

16

15

14

13

12 11

5 4

1

2

3

6

7

8

9-10PI

040071 - 11

Figura 1. El microprocesador ejerce un control directo sobre los servos.

para leer y copiar a la rutina delservo y el estado de la corriente delpaso. Con ello concluye la operaciónde un servo. Sin embargo, el otroservo necesita trabajar ‘en conso-nancia’ para que la criatura tengaun movimiento hacia delante yhacia atrás. La simulación del movi-miento de caminar se alcanzamediante un movimiento coordi-nado que haga que una pata pre-ceda a la otra con un ángulo deentre 45 y 60 grados. En el soft-ware, esto se ha implementado aña-diendo una cantidad fija a la posi-ción normal del servo y leyendo elvalor del resultado en la tabla. Deesta forma, los dos servos seguidos,uno tras otro, se mueven una dife-rencia fijada de antemano.

Hacia atrásEn la fotografía podemos ver quenuestro bicho con patas tiene dosantenas. Dos largos hilos están colo-cados sobre unos microswitches(microinterruptores), permitiendo almicrocontrolador detectar si el bichoha chocado con un obstáculo.Si éste fuera el caso, el programaentraría en el bucle de una rutina lla-mada ‘Back’ que hace que el robot semueva hacia atrás. La rutina ‘Back’simplemente llama a ‘Step1’, peroesta vez con la variable ‘Sense’ acti-vada. Con el flag ‘Sense’ activado, elcontador desde la posición 12 des-cuenta, haciendo que el robot se des-place caminando hacia atrás. La direc-ción real se determina por el microin-terruptor que primero se active con el

obstáculo. Al inicio del bucle principal,antes de saltar a ‘Back’, la variable‘Direction’ se activa a 1 para ir a laizquierda y a 2 para hacerlo a la dere-cha. Asignaremos a esta variable unadiferencia extra y es que se crea entrelas posiciones del servo.

HardwareComo habrá observado en la descrip-ción software, el hardware es ‘modesto’por todos los estándares. Un microcon-trolador tipo Atmel AT90S2313 es elcerebro de este pequeño robot, contro-lado directamente desde el servo a tra-vés de los pines PD0 y PD6, PD1 y PD5,que excitan los dos LEDs que se ilumi-nan de forma alternativa cuando elrobot está caminando derecho, o indi-can si lo hace a la izquierda o derechacuando camina hacia atrás.Los dos microinterruptores marcadoscomo S1 y S2 están unidos a las dosantenas de tal forma que cuando seactivan permiten que el micro sepadónde está el obstáculo que noshemos encontrado.El bicho está alimentado por cuatrobaterías o pilas recargables (no esnecesario que la tensión se estabilice).

MontajeEn la placa de circuito impreso dise-ñada para este Bicho Caminador

elektor 54

040071-1

C1

C2

C3

C4

D1

D2

IC1

K1

K2

K3

K4

R1R2

R3

S1

S2

X1

04

00

71

-1

0+

04

00

71

-1

Figura 2. El cerebro del Bicho Caminador con patas.

Figura 3. Las diferentes partes estás aseguradas a una estructura metálica.

(Figura 2) debemos montar en pri-mer lugar componentes pasivos, estoes, las resistencias, condensadores,resonadores cerámicos, conectores ymicrointerruptores. Después, conti-nuaremos fijando los LEDs y elmicrocontrolador (preferiblemente enun zócalo de circuito integrado).Nosotros recomendamos comprobarprimero la electrónica para un fun-cionamiento adecuado. Esto sepuede hacer fácilmente conectandola batería y los servos. Si el disco delservo se mueve arriba y abajo y elmovimiento cambia cuando el micro-interruptor está actuado podemosasumir con toda seguridad que el cir-cuito trabaja como debe hacerlo, porlo que estaremos listos para comen-zar a ensamblar el Bicho Caminador.La columna dorsal de la criatura estáformada por una tira de metal, tal ycomo se puede ver en la Figura 3(ejemplo). La PCB se asegura a laparte frontal usando un tornillo deM3 y una tuerca. No debemos olvi-dar insertar un separador de PCB, yaque de no hacerlo, podríamos hacerun corto en las pistas de cobre en laparte inferior de la placa de circuitoimpreso (PCB), que están muy cercade la tira de metal. Inmediatamentedetrás del primer doblez de la tirametálica se ha taladrado un agujeropara colocar el interruptor de on/off.Este interruptor se inserta entre elpack de pilas y el conector de ali-mentación de la placa.A continuación, aseguraremos las‘patas’ al eje del servo. Para evitarque el robot se doble por su propiopeso, éstas deberían ser de unmetal sólido, a ser posible acero (porejemplo), para ello podemos usarradios de bicicleta, que son varillasde acero de 2 mm. La mayoría de losservos tienen un disco con agujeros

asegurado al eje. Esos orificios sepueden usar para las patas, colo-cando un trozo de metal en forma deU, siendo la parte estrecha de la Ude la distancia entre los agujeros.Esto permite al cable pasar a travésde los dos orificios. Después pasare-mos el otro extremo por debajo deldisco, fijándolo en su posición. Aalguna distancia del servo, doblare-mos de nuevo los dos extremosdesde el servo a un ángulo de apro-ximadamente 90º. La posicióncorrecta del disco (con las patas fija-das en él) al eje del servo puede quetenga que estabilizarse un poco, yaque puede resultar un poco difícil.Los servos y soportes de batería sepueden asegurar usando unas bridas,aunque esto hace que la sustituciónde las pilas sea un poco difícil. Comoalternativa, podemos pegar los sopor-tes de pilas a los servos. Otra opciónmenos permanente es usar unas go-mas o un velcro.

Nuestros propiosexperimentosEste diseño es ideal para gente másexperimentada, no tanto en lo que amontaje mecánico se refiere, sinotambién con respecto a los paráme-tros usados en el software de control.Por ejemplo, si decidimos empleardiferentes patas y adaptamos losvalores a la tabla, o a diferentes valo-res, el bicho continuará moviéndose,al menos en principio, algunas vecesmejor y otras hasta con gracia. Nos-otros mismos tenemos que encontrarla interacción entre el software y elhardware.La PCB contiene un conector ISP (pro-gramado en el sistema), K2, el cualnos permite reprogramar el propiorobot usando BASCOM-AVR (ver elenlace al final de este artículo). Elcableado del cable ISP (incluyendo lastres resistencias) se resume en laTabla 1. En BASCOM AVR, seleccio-naremos ‘sample electronics pro-grammer’.

(040071-1)

Enlace WebBASCOM-AVR: www.mcselec.com

elektor 55

Tabla 1. Detalles del cable de programación

Puerto paralelo K2 Función

2 (a través de 330 Ω) 4 MOSI

4 (a través de 330 Ω) 1 reset

5 (a través de 330 Ω) 3 SCK

11 2 MISO

18 5 GND

LISTADO DE COMPONENTES

Resistencias:R1 = 10kΩR2,R3 = 1kΩ5

Condensadores:C1,C3,C4 = 100nFC2 = 10μF 16V radial

Semiconductores:D1, D2 = LED, baja corriente, 3 mmIC1 = AT90S2313-10PI

Varios:X1 = resonador cerámico de 4 MHz

K2 = conector SIL macho de 5contactos

K3,K4 = conector SIL macho de 3contactos

S1, S2 = microinterruptor miniatura, (por ejemplo, MBF5B, de ConradElectronics # 704571)

2 servos2 soportes para 2 pilas tipo AAA PCB, ref. 040071-1 de

www.thepcbshop.comDisco con ficheros fuente y hex, código

de pedido 040071-11

elektor 56

Como todos sabemos, los arcos de seguridad a la salida de los

grandes almacenes activarán una alarma si salimos de ella con

un artículo que no haya sido pagado. En este artículo se describe

un sensible detector que igualmente hará saltar una alarma en

respuesta a pulsos recogidos de una etiqueta transmisora RFID a

13,56 MHz, ya sea grande o pequeña, fija o transportable.

Gert Baars

Detector RFID a 1Identificador de etiquetas con transmisor RFID a

El sistema de reconocimiento pasivoRFID se ha usado durante décadasprincipalmente en grandes almace-nes y tiendas de ropa como C&A.Tradicionalmente, estos sistemas tra-bajan en una banda de frecuenciasllamada ISM (uso Industrial, Cientí-fico y Médico).Se han adoptado muchas frecuenciasdesde los primeros años 80. El sis-tema es extremadamente sencillo yse ha mostrado muy efectivo paradetener a los ladrones. Toda la ropau otros artículos a la venta de latienda están marcados con un disco

que contiene un circuito resonantesintonizado a una de las muchas fre-cuencias EAS disponibles, difícil dequitar, que se produce en masa, yque por tanto es de bajo coste. Lasfrecuencias EAS están generalmenteen las bandas 1,86-2,8 MHz, 7,44-8,70 MHz y 7,30-8,70 MHz, pero pue-den usarse otras muchas frecuen-cias, dependiendo de la aplicación,permisos, y países. Una vez que sehan realizado las compras, el perso-nal de cajas quitará la etiqueta, demanera que no ocurrirá nada cuandose pase con la bolsa de la compra por

un arco de seguridad RFID. El arco,de ABS o cristal, contiene un trans-misor de pulsos bastante potenteque trabaja en la frecuencia EAS. Sila etiqueta pasiva aún está en labolsa, resonará en respuesta al pulsodel transmisor y disipará una pe-queña cantidad de él, siendo el aco-plamiento principalmente a través dela componente magnética, más quede la eléctrica. El pulso de alarma, laresonancia, la pérdida de energía, ocualquier otra perturbación delcampo magnético creado por la po-tencia transmitida es fielmente de-

elektor 57

IF AMP DEC

IF AMP OUTIF AMP IN

RSSI OUT

XTAL OSC LIM DEC

MIX OUT LIM IN

NE615

RF IN

RF BP

IC1

1513 12 17 19

20 18 1416

1

7

2

6

4 3

C6

56p

C8

100n

C10

100n

C3

100n

C11

470n

C2

470p

C1

27p

C5

39p

C7

100n

C9

100n

X1

8MHz

R6

15k

R7

4k7

C13

47n

C14

2μ2

T4

BC557CR9

560

Ω

D2

R8

100k

C12

1μ

S1

040299 - 11

C4

22μ

FL1SFE5.5

FL2SFE5.5

LP2951CNFDBCK

SHDWN

SENSE

IC2

VTAP

ERR8 1

4

5

72

3

6

100k

P1

R1

10k

T1

BC547C

T3

BC557CR3

2k2

R2

8k2

BZ1

SMA-24Sonitron

ANT 1 R4

470 Ω

T2

BC557C

R5

1k5

D1

RF

BT1

9V

LOW BATT

16V 16V

16V

1V23

8mA

5V

3V8

1V5

1V5

1V6

1V3

1V3

5V 4V5

1V6

1V6

1V5

1V5

Figura 1. En el corazón del circuito vemos el integrado monolítico NE615.

3,56 MHzdistancia

tectado y se activa una alarma. Es elmomento de abrir la bolsa a peticiónde los guardias de seguridad o delencargado de la tienda.

De distraídas a fiablesEn los primeros días del RFID pasivo,los arcos de detección y el equipo aso-ciado producían más falsas alarmasque reales, hasta el punto de que elpersonal dejaba de preocuparse porlas continuas alarmas. También erafrecuente que si se pasaba por un arcode detección RFID con un colador nor-mal o de jardinería, sintonizado conuna frecuencia EAS, se podía provocarel caos en el departamento de seguri-dad. Se consiguieron grandes avancesen sistemas de seguimiento al minia-turizar y esconder etiquetas RFID den-tro y fuera de ropas y libros. En lugarde quitar la etiqueta, ésta se desacti-vaba, (diríamos completamente desin-

tonizada) a través de un fuerte pulsomagnético en las cajas.Hoy, la mayoría de las mercancías delsector de venta de ropa del mundoestán etiquetadas de forma invisible,y los transmisores se han vuelto dis-cretos hasta el punto de ser portáti-les, parecidos a un detector de meta-les para personas. El principio básico,sin embargo, permanece intacto: unaetiqueta pasiva que desintoniza o“carga” un transmisor RFID cercano.Los sistemas RFID pasivos no puedenportar datos a menos que nos refira-mos al “estoy aquí”. También, laidentificación de artículos, incluso decontrol de inventario, usando núme-ros de serie, cae dentro de los domi-nios del RFID activo o códigos debarras, nunca del RFID pasivo.La frecuencia ISM de 13,56 MHz quehemos elegido para nuestro transmisorse usa tanto para RFID activo comopasivo.

Un receptor dedicadoLos efectos anteriormente menciona-dos de desintonización y resonanciatienen lugar a distancias relativamentepequeñas del transmisor, digamos, dosmetros o menos, dependiendo de lapotencia transmitida y las antenasempleadas.Para poder detectar un transmisor RFIDa 13,56 MHz desde una distancia mayornecesitaremos obviamente un receptormás sensible y una antena recolectoratan pequeña como sea posible. Aquí seusa un receptor superheterodino encombinación con una antena microstrip.Nuestro diseño no es apropiado parasistemas RFID a 134 KHz.El diagrama del circuito de la Figura 1está poco cargado, afortunadamente, yno contiene microcontroladores ni otroselementos “caja negra”. El elementocentral es un integrado NE615 (oSA615), IC1. Explicaremos el funciona-

elektor 58

040299- 12

LIMITER DECOUPLING

LIMITER DECOUPLING

IF AMP DECOUPLING

IF AMP DECOUPLING

QUADRATURE IN

UNMUTED AUDIO OUT

MUTED AUDIO OUT

19

17

13

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

18

16

15

14

11

20RFIN

RF BYPASS

XTAL OSC

XTAL OSC

MUTEIN

RSSIOUT

MIXER OUT

IF AMP IN

IF AMP OUT

GND

NE615

LIMITER IN

LIMITER OUT

VCC

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11

10987654321

E B

RSSI

OSCILLATOR

IFAMP LIMITER

NE615

Figura 2. Diagrama de bloques del NE/SA615 (cortesía de Philips).

Figura 3. La PCB es de una sola cara y también lleva componentes en la cara desoldadura, en este caso un par de condensadores SMD de 100 nF para undesacoplado efectivo de la alimentación.

040299-1

(C) ELEKTOR

AN

T_1

BZ1

C1

C2

C4

C5

C6

C11

C12

C13

C14

D1

D2

FL1FL2

IC1

IC2

P1

R1 R2

R3

R4

R5

R6R7

R8

R9

T1

T2

T3

T4

X1

04

02

99

-1

- +

+ -

C3

C7

C8

C9

C10

04

02

99

-1

(C) E

LEK

TOR

LISTA DE COMPONENTESResistencias:R1 = 10kΩR2 = 8kΩ2R3 = 2kΩ2R4 = 470ΩR5 = 1kΩ5R6 = 15kΩR7 = 4k7R8 = 100kΩR9 = 560ΩP1 = 100kΩ preset

Condensadores:C1 = determinar experimentalmente;

comenzar sin élC2 = 470pFC3, C7-C10 = 100 nF SMD

encapsulado 0805C4 = 22μF 16V radialC5 = 39pFC6 = 56pFC11 =470nFC12 = 1μF 16V radialC13 = 47nFC14 = 2μF2 16V radial

Semiconductores:D1 = LED, verde, baja corrienteD2 = LED, rojo, baja corrienteT1 = BC547BT2,T3,T4 = BC557BIC1 = NE615N o SA615N

(encapsulado DIP20)IC2 = LP2951CN (encapsulado DIP8)X1 = cristal de cuarzo 8 MHz BZ1 = 6V DC (activo) zumbador

Varios:FL1,FL2 = SFE5.5 IF filtro cerámicoS1 = interruptor on/off, 1 contacto;

alternativamente un pulsador Encapsulado: Hammond 1590B diecastPila de 9 V con clips de sujeción PCB, ref. 040299-1 de la PCBShop

miento del receptor refiriéndonos al dia-grama de bloques del integrado en laFigura 2. Por conveniencia, se muestrael patillaje de la versión DIP de 20 pines.Según Philips el SA615 es un sistemaFM IF de altas prestaciones, monolíticode bajo consumo que incorpora un osci-lador/mezclador, dos amplificadoreslimitadores de frecuencia intermedia,un detector en cuadratura, silenciador,indicador logarítmico de la potencia dela señal recibida (RSSI) y un reguladorde tensión. Si el código del tipo suenavagamente familiar, apostamos a quees debido a que el 615 combina las fun-ciones del conocido NE/SA602/612,mezclador doblemente balanceado, ydel chip demodulador NE/SA604. Si secompara con el NE/SA605, las capaci-dades del NE/SA615 incluyen entreotras mejoras, un punto de intercepcióndel mezclador más alto y un mayorancho de banda en IF (25 MHz).El NE/SA605 y el NE/SA615 son fun-cionalmente idénticos, pero el 615 hamejorado las especificaciones enalgunos aspectos (ver la hoja de catá-logo del SA615).La señal del transmisor RFID es reco-gida por una antena de bucle cerradohecha con pistas de una PCB. Junto alos condensadores de sintonía C1 y C2estamos viendo una antena en minia-tura de bucle magnético. La señalbalanceada de la antena se aplicadirectamente al mezclador interno delNE/SA615. La entrada del oscilador delmezclador (ver Figura 2) recibe unaseñal de 8 MHz obtenida del cristal decuarzo X1. La diferencia de frecuenciaobtenida del mezclador es de 13,56 - 8= 5,56 MHz, que se toma a través deun filtro cerámico de 5,5 MHz (que seusa normalmente para separar la sub-portadora de audio en sistemas TV). Elancho de banda del filtro es de 300KHz, lo que es suficiente para recibirseñales de entre 13,350 MHz y 13,650MHz, que cubre nuestra frecuenciaobjetivo de 13,560 MHz. La señal desalida del amplificador IF dentro delNE/SA615 (pin 16) se aplica a otro fil-tro cerámico de 5,5 MHz, FL2, parasupresión adicional de armónicos inde-seados del mezclador. El limitadorinterno del SA/NE615 (entrada: pin 14)también amplifica la señal de IF. Vol-viendo a la Figura 2, ambas señales,amplificadas y filtradas, se aplican alcircuito RSSI que nos indica la intensi-dad de señal del transmisor RFID.La salida del RSSI (pin 7) proporcionauna corriente entre 0 y 80 μA comomedida de la intensidad de la señalrecibida. La relación es logarítmica, loque permite que se midan señales

fuertes. Esto nos permite equiparnuestro detector con dos salidas deactividad, el LED D1 y un zumbadorpara transmisores RFID lejanos y cer-canos respectivamente. El demodula-dor del NE/SA615 no se utiliza, por loque no perderemos el tiempo con él.El nivel de disparo del detector puedeestablecerse de forma particularusando el preset P1. En la práctica,debe fijarse a la máxima sensibilidad,esto es, el LED no debe encendersesolo, si estamos seguros de que no hayun transmisor RFID activo en kilóme-tros a la redonda. Ni la más potenteestación SW, ni ruido de origenhumano alrededor de 13,5 MHz puedehacer que el LED se ilumine ocasional-mente. El umbral ajustable tambiénpermite compensar un menor voltajede la batería (tras varias horas de uso).El receptor tiene una sencilla fuente dealimentación que consiste principal-mente en un regulador “low-drop”LP2951, cuyo indicador de batería bajase usa para iluminar un LED cuando el

voltaje de la batería cae por debajo delos 6 V. El consumo normal del recep-tor en modo de espera (no activado) esde unos 8 mA de la batería PP3 de 9 V.

ConstrucciónEl receptor se construye sobre laplaca de circuito impreso mostrada enla Figura 3. La placa tiene una solacara y no debe representar un pro-blema para su construcción, puestoque sólo se usan componentes detamaño habitual en la cara superior yunos pocos tapones SMD, y además,¡tampoco hay que construir bobinas!Los condensadores SMD en el lado desoldadura de la placa tienen que aco-plarse primero. El aspecto positivo desu pequeño tamaño es su extremada-mente efectivo comportamiento dedesacoplo mientras que permite queel tamaño de la placa se mantenga enel mínimo. Los SMD pueden verse enla foto del lado de soldadura, Figura 4.El lado superior de la placa, con todos

elektor 59

Figura 4. Algunos componentes necesitan colocarse en la cara de soldadura de la placa.

Figura 5. Cara superior de la placa con todos los componentes colocados. Observeel cable que conecta la antena stripline a C2/C1.

los componentes acoplados, apareceen la Figura 5.Bastante satisfechos con los resulta-dos obtenidos, planeamos aplicar“SMD para desacoplar en el lado desoldadura” más a menudo en futurosproyectos de Elektor, así que puedeser una buena idea comprar unacierta cantidad de condensadores de100 nF de tipo 0805. Si hay objecionesa usar sólo SMD, se pueden soldar unpar de condensadores cerámicosminiatura de tipo C en su lugar.Es mejor soldar en la placa el NE/SA615que insertarlo en un zócalo. El cristal decuarzo debe ser de bajo perfil.Las fotografías subrayan nuestro enér-gico consejo de meter el receptor enuna carcasa de metal, con la antena deespira sobresaliendo de una ranura.Una carcasa conformada de tipo 1950

de Hammond también permite que labatería se asegure internamente convelcro. También tiene espacio de sobrapara el pulsador/interruptor de encen-dido/apagado.

Test, uso, personalización

Usando un medidor de “dip” fuimoscapaces de hacer que el LED se ilu-minara a varios metros del detector.El zumbador comenzó a sonarcuando nos aproximamos a unos 10cm del detector. Los transmisoresRFID con antenas tipo puerta puedensuministrar una señal de potenciamucho mayor, así que podría detec-tarse su presencia y actividad a bas-tante distancia, aproximadamente a

elektor 60

El camino rechazadoAlgunos pueden preguntarse por qué el receptor no se ha diseñado usando una fre-cuencia intermedia estándar de 455 KHz o 10,7 MHz. Después de todo, elNE/SA615 puede operar con ambas y hay una amplia selección de filtros disponi-bles para estas frecuencias IF estándar en la industria.

Seguramente es posible construir un receptor de conversión simple a 13,56 MHzusando el NE/SA615 con IF de 455 KHz o 10,7 MHz. Asumamos que queremosusar una IF de 455 KHz, para el cual hay muchos filtros cerámicos baratos. Portanto, la frecuencia del oscilador local tendrá que ser de 13,56 MHz ± 0,455 MHz= 14,015 Hz o 13,105 MHz. Ambas son perfectamente posibles si quieres pagar15 ó 20 libras por un cristal de cuarzo hecho a medida y esperar aproximadamen-te de unas 4 a 6 semanas. Lo mismo se aplica a una IF de 10,7 MHz, con la queobtenemos frecuencias de OL como 24,26 MHz o 2,86 MHz.

Aquí se presenta la alternativa, un cristal de microcontrolador barato de 8 MHz ydos filtros cerámicos igualmente económicos que baten cualquier opción con crista-les no estándar para un proyecto DIY.

una calle. Los valoresde R2 y R3 pueden

variarse si se quieren dife-rentes umbrales de activación delLED o del zumbador.La antena puede sintonizarse cuidado-samente para resonar a 13,56 MHz,cambiando la capacidad a través de ella(C1//C2). Esto se hace adecuadamentecon la ayuda de un “grid dipper” o ungenerador de onda cuadrada y monito-rizando el voltaje que resulta a travésde P1 (salida RSSI). Si el generador defunciones no alcanza los 13,6 MHz,entonces, fija una frecuencia de la cual13,56 sea un armónico impar (como2,712 ó 4,52 MHz). La salida del gene-rador con su impedancia nominal enserie termina con unas cuantas vueltasde cable rígido aislado en un pequeñobucle. Coloque este bucle cerca de laantena del detector e incremente elnivel de salida del generador hasta queobtenga una indicación en el RSSI.Ahora actúe sobre los condensadoreshasta que el nivel recibido se maximice.Por último, los usuarios avanzados pue-den querer probar una antena de mayorsuperficie para conseguir una mayorsensibilidad. Una antena de aperturacon una superficie de 75x75 mm sinto-nizada con un condensador de unos 500pF es un buen punto de partida. Unavariante mucho más sencilla, consisteen dos antenas telescópicas o de¿látigo? de aproximadamente 1 m delargo, que también darán resultadossorprendentes. Ambas variantes son,por supuesto, menos adecuadas parausarse de forma encubierta.

(040299-1)

NotaEl receptor RFID descrito en este artículoestá diseñado para uso educativo o cien-tífico únicamente. Activará una alarma sise detecta un transmisor de 13,56 MHzactivo y cercano, lo que puede indicar lapresencia de una etiqueta RFID oculta,de tipo activo o pasivo.

Figura 6. Una mirada al interior de nuestro prototipo comprobado de detector RFID.

elektor 61

servicio lectores servicio lectores servicio lectoreses

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Código Precio(€)

E299 MARZO 2005Detector RFID a 13,56 MHz:

- PCB 040299-1 19,00

Bicho Caminador:- Disco, código fuente y hex 040071-11 11,38- AT90S2313-10PI, programado 040071-41 17,29

E298 MARZO 2005Placa de desarrollo para PIC18Flash:

- PCB 040010-1 20,35- Disco, utilidades del software 040010-11 9,12

E297 FEBRERO 2005BUS casero-I2C:

- PCB 040033-1 22,56- Disco, código fuente y hex 040033-11 9,12

E296 ENERO 2005Filtros de Supresión de Ruido:

- PCB 030217-3 25,00

E295 DICIEMBRE 2004Amplificador de Clase T de 2 x 300 W ClariTy:

- PCB 030217-2 30,00

E294 NOVIEMBRE 2004Amplificador Clase-T 2x300 W:

- Placa amplificador con SMD premontado; núcleos para L1 y L2 030217-91 59,00

Dado rodante:- Set de PCB’S (6 caras) 040248-1 26,00- Disco, código fuente y hex 040248-11 9,00- AT89C2051-12PI, programado 040248-41 16,00

Cuchillo del Ejercito Suizo:- Set de PCB’S: MCU, RS232, USB 030448-1 17,71- Set de discos (a+b), todo el software del proyecto 030448-11 12,12- AT89S8252-24PC, programado 030448-41 48,00

E293 OCTUBRE 2004Analizador R/C:

- Disco, PIC código fuente 030178-11 9,12- PIC16F627-4/CP, programado 030178-41 19,00

Convertidor USB Controlado a través de HTML:- Disco, programas ejemplo 044034-11 9,12

E292 SEPTIEMBRE 2004Micro Servidor Web con placa MSC1210:

- Placa microprocesador, ensamblada y comprobada 030060-91 119,00- Placa de expansión de red, ensamblada y comprobada 044026-91 78,00- Paquete combinado (incluyendo 030060-91 + 044026-91 y todos los artículos) 044026-92 195,00- Placa de expansión de red, sólo PCB 044026-1 20,00

E291 AGOSTO 2004Multi Programador:

- PCB 020336-1 16,45- Disco, firmware y código fuente 020336-11 9,12

Pocket Pong:- Disco, software PIC 030320-11 9,12

Router de vías:- PCB 030403-1 20,19- Disco, software PC Y PIC 030403-11 9,12- PIC16F877-20/P, programado 030403-41 40,02

Operador Silencioso:- Disco, PIC software 030209-11 9,12- PIC16F84-10P, programado 030209-41 27,41

E290 JULIO 2004Diseño de Nuestro Propio Circuito Impreso:

- PCB 030385-1 29,00

Preamplificador de Gama Alta Controlado Digitalmente (2):- PCB placa principal 020046-1 16,00- PCB placa de relés 020046-2 14,00- PCB placa de alimentación 020046-3 12,50- Disco 020046-11 9,00- PIC18LF452-I/L, programado 020046-41 52,00

Medidor de Velocidad y Dirección del Viento:- Disco, software del proyecto 030371-11 9,00- PIC16F871, programado 030371-41 33,00

E289 JUNIO 2004Construya su Propio Receptor DRM:

- PCB 020148-1 16,00- Disco, proyecto ejemplo 020148-11 9,12

Caja De Música y el Sonido de Pandora:- PCB 030402-1 20,00- Disco, código fuente y hex 030402-11 9,12- PIC16F871/P, programado 030402-41 38,50

Explorador de VHF de Banda Baja:- PCB 020416-1 16,50

ABRIL 2005

elektor 62

res servicio lectores servicio lectores servicio lector

E288 MAYO 2004Construya su Propio Receptor DRM:

- PCB 030365-1 17,00- Disco, programa DRM.exe 030365-11 9,00

Cerradura Codificada:- PCB 020434-1 14,40- Disco, código fuente y hex 020434-11 9,00- PIC16F84A-4P, programado 020434-41 27,41

Multicanal Seguro para Modelos Controlados por Radio:- Disco, código fuente 020382-11 9,00- AT89C52-24JI, programado 020382-41 16,24

Medidor de Frecuencia Multifunción:- PCB 030136-1 17,50- Disco, software del proyecto 030136-11 9,00- AT90S2313-10PC, programado 030136-41 15,00

E287 ABRIL 2004Reloj Digital con Alarma:

- Disco, PIC código fuente y hex 030096-11 9,11- PIC16F84-04/P, programado 030096-41 28,36

iAccess:- Disco set, código fuente y control 020163-11 14,02- AT89S8252-12PC, programado 020163-41 25,94

Sencillo Inversor de Tensión de 12V a 230V:- PCB 020435-1 16,00

Conmutador Controlado por Tacto:- Disco, PIC código fuente 030214-11 9,12- PIC12C508A04/S08, programado 030214-41 11,49

E286 MARZO 2004Placa flash 64-K 80C552:

- PCB 030042-1 17,45- Disco, misc. software del proyecto 030042-11 9,12- 29F010, programado 030042-21 18,66- GAL 16V8D15QP, programado 030042-31 11,38

Registrador Climático:- PCB 030076-1 14,44- Disco, software Windows 030076-11 9,12

Codificador FMS para Simulador de Vuelo:- PCB 030066-1 19,03- 87LPC767BN, programado 030066-11 31,74

Ruleta a Diodos Led:- PCB 030168-1 33,00- Disco, código fuente y hex 030168-11 9,12- 89C2051-12PC, programado 030168-41 15,02

E285 FEBRERO 2004Receptor de Control Remoto en FM:

- PCB 034044-1 19,00

Cronómetro de Proyectos:- Disco, códigos fuente y objeto 020350-11 9,12- PIC16F84-10P, programado 020350-41 24,52

Descubriendo el motor paso a paso (II):- Disco, código fuente 020127-11 9,12

Generador de Reloj Universal:- Disco, código fuente 020395-11 9,12

Enlace RS232 sin hilos:- PCB 030204-1 16,24

E284 ENERO 2004Contador de revoluciones para modelos de radio-control:

- PCB 024111-1 33,00- Disco, código fuente y hex 024111-11 9,00- 89C2051-12PC, programado 024111-41 16,00

Visualizador de Texto con Desplazamiento:- Disco, código fuente y hex 020407-11 9,00

Conversor USB analógico:- PCB 020374-1 14,00- Disco, códigos hex y software Windows 020374-11 9,00- PIC16C765, programado 020374-41 25,00

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es servicio lectores servicio lectores servicio lectore

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

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

Pico PLC:- PCB 010059-1 36,00- Disco, programa de test 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 19,40

Unidad de conmutación complementaria para modelismo R/C:- PCB 020126-1 19,00- Disco, código fuente y hex 020126-11 10,00- PIC16C712-041/SO, programado 020126-41 32,00

Sistema de Desarrollo AVRee:- PCB 020351-1 27,36- Disco, programas ejemplo 020351-11 10,00

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

Temporizador Inteligente para Ventilador:- Disco, software del proyecto 020170-11 10,00- MSP430F1121, programado 020170-41 23,50

Sustitución del SAA3049:- PCB 020085-1 27,00- Disco, código fuente y hex 020085-11 10,00- 87LPC764BN, programado 020085-41 20,60

Desplazamiento de luces bicolor:- PCB, controlador 010134-1 17,00- PCB, placa LED 010134-2 22,00- Disco, software del proyecto 010134-11 10,00- AT89C2051-12PC, programado 010134-41 15,00

E275 ABRIL 2003Analizador Lógico 20/40 MHz:

- PCB 020032-1 32,00- Disco, programa demostración 020032-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 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- Disco, código fuente y hex 020144-11 10,00- PIC16F84A-20/P, programado 020144-41 32,00

Reloj de arena electrónico:- PCB 020036-1 38,00- Disco, software del proyecto 020036-11 10,00- PIC16F84A-04/P, programado 020036-41 32,00

E274 MARZO 2003Sistema de altavoces activo (I):

- PCB 020054-1 16,00

Lanzador de Dado RPG Electrónico:- PCB 020005-1 23,00- Disco, código fuente 020005-11 11,14- AT90S4433-8PC, programado 020005-41 70,24

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

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

E273 FEBRERO 2003Interface CompactFlash para sistemas de microcontrolador:

- PCB 020133-1 12,00- Disco, código fuente de la demo 020133-11 10,00

Bus DCI:- PCB, conversor 010113-1 17,00- PCB, terminal 010113-2 25,00- Disco, software del proyecto and código fuente 010113-11 10,00- AT90S8515-8PC, programado 010113-41 43,00

Ampliación de líneas y ADC:- Disco, programas BASCOM-51 020307-11 10,00

Dispositivo de bloqueo programable para números de teléfono:- PCB 020106-1 25,00- Disco, software del proyecto 020106-11 10,00- AT89C2051-1, programado 020106-41 13,00

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

E283 DICIEMBRE 2003Generador de Señal de RF con DDS:

- PCB, generador 020299-1 22,00- PCB, control/alimentación 020299-2 23,00- AT90S8515 8PC, programado 020299-41 57,00

Detector de metal por inducción balanceada:- PCB 020290-1 17,00

E282 NOVIEMBRE 2003Generador de imágenes ATV:

- Disco, código fuente y hex 020295-11 9,12- AT90S8515-8PC, programado 020295-41 28,37- AT90S1200-12PC, programado 020295-42 25,70

Interruptor remoto mediante teléfono DTMF:- PCB 020294-1 22,00- Disco, software del proyecto 020294-11 9,12- PIC16F84A-20/P, programado 020294-41 27,50

Display de Cristal Líquido con Bus I2C:- PCB 030060-2 14,00

PICProg 2003:- PCB 010202-1 17,00- Disco, software Windows 010202-11 9,12- PIC16F874-20/P, programado 010202-41 44,00

Central de Medida de Precisión (2):- Placa ensamblada y comprobada 030060-91 68,00

Preamplificador a válvulas (I):- PCB, placa amplificador 020383-1 22,00- PCB, placa alimentación 020383-2 21,00- PCB, placa I/O 020383-3 19,00

E281 OCTUBRE 2003Mini Generador de Carta de Ajuste:

- Disco, código fuente 020403-11 9,46

Selector de Disco Duro:- PCB 034050-1 18,33

Herramienta de Programación para el ATtiny 15:- PCB 030030-1 14,60- Disco, software del proyecto 030030-11 9,46

Amplificador de coche en puente cuádruple:- PCB 034039-1 16,79

E280 SEPTIEMBRE 2003Adición de un destello:

- Disco, código fuente y hex 020293-11 9,29- PIC12C509A-04/SM, programado 020293-41 14,33

Programador AT90S2313:- PCB 034036-1 17,50

Mini display para texto en movimiento:- Disco, código fuente 020365-11 10,00

Control Remoto de Luz con Regulador de Intensidad:- Disco, código fuente y hex 020337-11 9,46- AT89C2051-12, programado 020337-41 12,09

E279 AGOSTO 2003Tenis TV con AVR:

- PCB principal 030026-1 15,40- PCB pulsadores 030026-2 16,70- Disco, código fuente AVR 030026-11 9,46- AT908515, programado 030026-41 29,43

Agenda electrónica de bolsillo:- Disco, software PC y controlador 020308-11 9,46- AT90S2313-10PCprogramado 020308-41 24,40

Controlador LCD de bajo coste (ii):- PCB 020114-1 16,79- Disco, software del proyecto 020114-11 9,46

Control de luz nocturna:- Disco, código fuente y hex 020115-11 9,46- AT90S2313-10PC, programado 020115-41 24,89

Tarjeta de desarrollo XA Universal (II):- PCB 010103-1 25,55- Disco, código GAL, EPROM, XADEV 010103-11 9,46- EPROM IC8, 27C256-90, programado 010103-21 19,36- EPROM IC9, 27C256-90, programado 010103-22 19,36- GAL 16V8, programado 010103-31 9,30

E278 JULIO 2003Temporizador descendente:

- Disco, código fuente y hex 020296-11 9,40- AT90S1200, programado 020296-41 26,00

Grabador de audio USB:- Disco, código EPROM 012013-11 9,40- EPROM 27C512, programado 012013-21 28,00

Amplificador Final a Válvulas (2):- Placa amplificador (1 canal) 020071-1 28,40- Placa fuente alimentación 020071-2 18,80

Código Precio(€)

Código Precio(€)

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orio charlas de laboratorio charlas de laboratorio charla

Cuando se está diseñando unasencilla PCB, a menudo no estan importante dónde colocarlos componentes. Sin embargo,hay algunas reglas básicasque, si se siguen, proporcionanuna PCB mucho mejor, másrápida y fácilmente. “Mejor”en este contexto, significamenos ruido en la señal desalida deseada y menos inter-ferencia con otros equipos, locual, traducido a la prácticaimplica que su amplificadorproporciona un sonido mejor,

no produce ruido adicionalcuando el frigorífico se poneen marcha y no interfiere conel teléfono móvil.La siguiente frase quizás essorprendente, pero realmentees cierta: “la posición óptimade un componente en la PCBestá determinada, casi al100%, por su función en eldiagrama esquemático”. Estoquiere decir que es necesariopensar acerca de la funciónde todos y cada uno de loscomponentes del circuito.

2

3

6IC1

7

4

R5

R4

R1

R2

R3

R6

C3C1

C4

C2

C5

+U

040318 - 11

EjemploUsaremos una etapa de ampli-ficador como ejemplo. ¿Quéfunciones diferentes puedendistinguirse?En la Figura 1, C5 es un con-densador de desacoplo, quedesacopla la tensión de alimen-tación. La corriente drenada porIC1 cambiará durante su fun-cionamiento y C5 aseguraráque la demanda de corriente depico puede suministrarse.C1 también es un condensadorde desacoplo, pero en estecaso sirve al propósito de evitarque cualquier zumbido o inter-ferencia procedente de la fuentede alimentación se mezcle conla señal. C3 es otro condensa-dor de desacoplo, pero en estecaso no para la fuente de ali-mentación, sino para la señalmisma. Su función es asegurarque la entrada inversora de IC1está conectada a tierra por R4para tensiones alternas.

Primera regla: Los compo-nentes de desacoplo debensituarse tan cerca como seaposible a los nodos que nece-sitan ser desacoplados.

Los rutados largos tienen unamayor impedancia (= resisten-cia para altas frecuencias) y

como consecuencia de ello, eldesacoplo no funciona tanbien. Cuanto más alta es la fre-cuencia, más importante es quelos rutados sean cortos. ¡Prestemucha atención!, para aclararesto un poco más observe laFigura 2a. Los rutados deentrada y salida siempre for-man un bucle (también cuandouna cara del componente estáconectada a tierra). En la figurase ha sombreado el área entrelas pistas para mayor claridad.Es extraordinariamente impor-tante situar las pistas de ma-nera que la zona sombreadasea tan pequeña como seaposible. Si hay que elegir entrepistas más largas con una me-nor área encerrada o pistasmás cortas con una mayor áreaencerrada, entonces, seleccio-naremos el layout con la menorarea*. El porqué de esto seráexplicado más tarde, por elmomento es un poco avanzadopara el nivel actual. C12 y C4son condensadores en el rutadode la señal. En este caso tam-bién es cierto que pistas cortasy área mínima proporcionanuna menor oportunidad paraeliminar o causar problemas.Repetimos lo dicho anterior-mente puesto que es muy im-portante tener esto en cuenta.

Parte 1: Bases del diseño de PCB (I)Karel Walraven

¿Qué es lo que les hace disfrutar más a lamayoría de los ingenieros electrónicos? Porsupuesto, el diseño de placas de circuitoimpreso. En una serie irregular de artículosqueremos familiarizarle con esta materia.Comenzaremos por lo más sencillo e iremosaumentando la dificultad conforme progrese-mos. Anímese y háganos llegar sus opinionesy peticiones de abordar ciertos temas.

Figura 1. Esquemático de un amplificador monoetapa. Figura 2. Haga conexiones cortas que ocupen el área más pequeñaposible. Esto se hace con mayor facilidad con componentes SMD (b).

¿Cómo puede tener área unaconexión de señal? En la Fi-gura 3 puede verse que laseñal no sólo va hacia el con-densador, sino que tambiéntiene un camino de retorno através de tierra. La pista de tie-rra tiene una cierta longitudtambién Por tanto, la pista deseñal y la pista de tierra for-man un bucle. Esto no deberepresentar una sorpresa, pro-bablemente un primer con-tacto con la electrónica con-siste en una pequeña bombi-lla y una pila, ¿y cómo seenciende la bombilla? Simple-mente cuando se cierra elbucle, así que hay que prestaratención a la Regla 1.Podemos hacer algunoscomentarios adicionales conrespecto a la pista de la señal.Los más mayores, aquellos quecrecieron con discos de viniloy válvulas, recordarán lo sen-cillo que era probar un ampli-ficador en aquellos días. Undedo en las cercanías de laentrada era suficiente paragenerar un zumbido bajo enel altavoz. Esto funcionaba tanbien porque la entrada a un

amplificador de válvulas estáa alta impedancia. Las cone-xiones en alta impedanciarecogen interferencias muchomás fácilmente. Inténtese siem-pre hacer una estimación de loalta que pueda ser la im-pedancia de un nodo y presteuna atención especial en ase-gurarse que la conexión es lomás corta posible y, si es fac-tible, trace una pista en para-lelo conectada a tierra comoescudo (= mantener el áreamínima).

Segunda Regla: Por tanto,haga las conexiones de altaimpedancia más cortas quelas de baja impedancia.

R6 asegura que la salida delcircuito en estado inactivo esexactamente cero. Esto evitaruidos espurios en el amplifi-cador cuando éstese conecta odesconecta. R1 y R2 propor-cionan las “vías” apropiadasen la entrada no inversora deloperacional. Este nodo estádesacoplado con el condensa-dor C y, por tanto, no es tancrítico. Después de todo, el

condensador crea una cone-xión de baja impedancia paralas señales interferentes,haciendo a la red completamenos sensible. Las resistenciaspueden emplazarse algo máslejos del operacional, puestoque el condensador de des-acoplo se sitúa lo más cercaposible del operacional. R4 yR5 determinan la amplifica-ción. La entrada al operacionales el nodo con la mayor impe-dancia, la salida tiene muchamenor impedancia y tierra tam-bién tiene baja impedancia. Laentrada, por tanto, debe tenerla conexión más corta.

Démonos prisaAhora debemos ponernos ma-nos a la obra teniendo la infor-mación anterior en mente. Unapequeña búsqueda en Internetnos producirá rápidamente algu-nas versiones demo de softwarede creación de layout de placasde circuito impreso.Cuando se diseña un layoutde PCB se empieza con lasrestricciones fijas. Estos son loscomponentes (o el tamaño de

la PCB) que por una razón uotra tienen que estar en ciertolugar. Cuando un potencióme-tro debe sobresalir a través deun orificio en el panel frontal,se puede colocar en cualquierlugar de la PCB, pero al finaltiene que encajar en el panelfrontal, así que es mejor empe-zar por ahí. De otra manera,cualquier otro trabajo será unapérdida de tiempo. Continuemos emplazando tem-poralmente todos los demáscomponentes en su posiciónidónea. Es correcto colocarlosunos encima de otros, aún noes el momento de hacer con-cesiones (Figura 4). C2 y R3 están lo más cercaposible del pin 3 del CI, aligual que R4 y R5 deben estarjunto al pin 2. Ahora hay quehacer elecciones, R3 puedesituarse cerca del pin 3 o cercade C1 En este caso siempre ele-giremos la ruta más corta a laconexión con la mayor impe-dancia, éste es, después detodo, el punto más sensible a lahora de captar interferencias.C1 es una impedancia relati-vamente baja a tierra, así que

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s de laboratorio charlas de laboratorio charlas de laboraa

R5

R4

C3

C2

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2

3

6IC1

Figura 3. El área de la conexión de la señal está formada por las pistasque entran y salen del componente.

Figura 4. Los componentes se colocan primero en una posición arbitraria.

* Las PCB de doble cara son ideales a este respecto. Cuando las pistas se colocan una sobre la otra, el área se minimiza.

este extremo de R3 no es tancrítico. La impedancia en elotro extremo de R3 es definiti-vamente mayor. Esta conexiónes más sensible, y por tantodebe ser más corta. Esto escierto también para R4 y R5(R5 se conecta a la relativa-mente baja impedancia de lasalida del operacional). Por elloes mejor hacer la pista de laseñal algo más larga para quela pista de la señal a la entradasea lo más corta posible. Elcondensador de desacoplo dela fuente de alimentación, C5,va un poco por libre en elesquemático, pero tiene quesituarse lo más próximo posiblea los pines 4 y 7. No importacuál de las distancias a lospines sea mayor, solo importala longitud total (área). Si todo esto resulta agobiante,no se acobarde, simplementerecuerde tres cosas:

– Colocar componentes dedesacoplo cerca de la carga.

– Realizar las pistas de altaimpedancia lo más cortasposibles

– Hacer un “star-point” paralas conexiones a tierra**.

En general se aplica lo siguiente:mantener el área de los bucles lomás pequeña posible.

Acabando la faenaContinuemos emplazando loscomponentes en su lugar defi-nitivo (Figura 5). Si no hayespacio, compruebe si los si-guientes trucos ayudan:

– Use componentes SMD.Son más pequeños (y portanto mejores a alta fre-cuencia) que los compo-nentes soldados y puedencolocarse en el reverso dela placa del circuito, asíque no ocupan espacio enel lado de los componen-tes. En la Figura 2bpuede verse esto con res-pecto al área que ocupaun condensador de des-acoplo SMD y uno ordina-rio (2a), el SMD es clara-mente mejor.

– Divida grandes condensa-dores en dos más peque-ños. El condensador de desacoplo mayor puedesituarse de forma bastantesegura algo más lejos, por-que sirve para bajas fre-cuencias. Colóquese uncondensador pequeño (porejemplo, de 10 a 100 nF)cerca del componente alque se conecta la pista dealimentación.

ConsejosPor último, unos pocos conse-jos más.No debe darse a las interfe-rencias ninguna oportunidadpara colarse después de loscomponentes de desacoplo. LaFigura 6 ilustra lo que quieredecir esto.Si se está diseñando una PCBde doble cara, entonces lohabitual es reservar una caracomo plano de masa. Estohace el layout más sencillo yfunciona muy bien desde elpunto de vista eléctrico, por-que la tierra se convierte en

una tierra (=referencia) lo másreal posible. Cuando se usancomponentes soldados, cadaconexión a tierra se hace en-tonces automáticamente. ConSMD hay que hacer esto ma-nualmente con la ayuda deuna vía adicional (una cone-xión a través de la placa de lacara superior a la inferior) loque debe estar cerca del pinde tierra de un componenteSMD. Si no se hace esto, lalongitud de la pista de tierrapuede ser excesiva.

(040318-1)

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orio charlas de laboratorio charlas de laboratorio charla

Figura 5. Posición óptima después de aplicar todas las reglas. Figura 6. No debe darse a las interferencias ninguna oportunidad paracolarse después de los componentes de desacoplo.

Programas para diseñode PCBs:www.ewbeurope.com/

www.circuitsonline.net/download/cat/4

www.mccad.com/

www.franklin-industries.com/Eagle/starteagle.html

www.orcad.com/downloads/orcadlite10/default.asp

www.tech5.nl/products/eda/pcblayout

www.ibfriedrich.com/english/engl_vordownload.htm

www.vego.nl/14/midden.htm

http://tinycad.sourceforge.net/

www.baas.nl/

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C/C++ Por Miguel Ángel Acera García ISBN 84-415-1811-4368 páginasEditorial AnayaMultimedia

C/C++ es un lenguaje deprogramación muy poten-te, lleno de posibilidades ymuy utilizado hoy en día,tanto en el ámbito de laenseñanza como en el dela programación profesio-nal. Cabe destacar quecasi la totalidad del siste-ma operativo UNIX estáescrito en C. Con este libro podrá aden-trarse en el mundo de laprogramación de un modosencillo y ameno de lamano del lenguaje estruc-turado C y del lenguajeorientado a objetos C++.No necesita tener conoci-mientos previos para apren-der a programar partiendode cero, avanzando de for-ma organizada, gradual ysin esfuerzo. El contenido abunda enexplicaciones que se hacenmás claras con las valiosasy numerosas ilustracionesque las acompañan. Asimismo, incluye gran canti-dad de ejemplos comenta-

dos y ejercicios propuestospara afianzar los conoci-mientos con soluciones rea-les y aprender divirtiéndosey ejercitando la imagina-ción. Encontrará ademásuna serie de apéndices coninformación complementa-ria, como bibliotecas y do-cumentación sobre C/C++en Internet.

XMLPor Elliotte RustyHarold, W. Scott MeansI.S.B.N. 84-415-1812-2832 páginasEditorial AnayaMultimedia

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miento de XML, desdelos fundamentos sintácti-cos más básicos, hasta losdetalles de la creación deDTD y esquemas y las APIque se pueden utilizar paraleer y escribir documentosXML en una considerablevariedad de lenguajes deprogramación. Tanto los diseñadores webque usan XML para generarpáginas web y archivos PDFcomo los programadoresC++ que utilizan REST oSOAP para transmitir datosentre sistemas, encontraránvaliosas referencias acercade los principios elementa-les que deben seguir todoslos documentos y autores deXML.

Introducción a PHP 5Por David Sklar ISBN 84-415-1803-3416 páginasEditorial AnayaMultimedia

A diferencia de otros len-guajes de programación,PHP se creó específicamen-te para la generación depáginas web, lo que signifi-ca que tareas comunes deprogramación en este cam-po como acceder a la infor-

mación enviada en un for-mulario y hablar con unabase de datos, son a menu-do más sencillas en PHP. Aesto se añaden valorescomo el hecho de ser unproyecto de código abierto,gratuito y multiplataforma,por lo que desde la apari-ción de la nueva versión,PHP 5, no ha hecho sinoincrementar aún más sunúmero de usuarios. Introducción a PHP 5 lepermitirá, independiente-mente de su nivel inicial,dominar todos los aspectosrelacionados con la gene-ración de un sitio webdinámico. El lector encon-trará la más completa do-cumentación acerca delmodo en que PHP interac-túa con su navegador yservidor web, para centrar-se posteriormente en losfundamentos del funciona-miento del lenguaje y lasinnumerables posibilida-des que permite. Con un enfoque claro y pre-ciso, este manual recogelas tareas esenciales en lacreación de un sitio inter-activo, como tratar con for-mularios, conseguir quesus programas PHP secomuniquen con una basede datos o lograr que susitio realice operacionesespecíficas para un usua-rio. Una vez que esté fami-liarizado con la dinámicade este intérprete, podráprogresar hacia aspectosmás avanzados como ladetección y depuración deerrores, la generación deimágenes, ejecutar códigoescrito en otros lenguajes ocrear películas Flash.

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Por supuesto, no hay tantas cosas tan gratuitas como Internet,pero eso no significa que no tengamos que pagar la cuenta.Hoy, siendo poco ingenuos, y si tenemos un poco deexperiencia, es posible colarse en la red inalámbrica denuestro vecino, siempre y cuando no esté protegida o no losuficiente. Mucha gente usa WLAN y equipos WiFi y seolvida completamente de instalar o habilitar la encriptación.El resultado es que ponen muchos puntos de acceso aInternet ‘gratis’.

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E-ONLINE

Podríamos pensar que esto es unacompleta negligencia, además deque esto ha dado pie en ocasiones aartículos de prensa que tratan decrear un gran alboroto social sobrelas redes fácilmente accesibles porcualquier usuario WiFi dentro delrango de radio. El fenómeno no seproduce porque la tecnología deencriptación existente en nuestrosdías sea frágil, sino porque muchosusuarios privados y sistemas profesio-nales operan de forma un poco ‘cha-pucilla’ con sus funciones de encrip-tación y claves.

David Daamen

Internet gratisno existe——

elektor

En muchos casos no se activan todas las opciones deencriptación, dando como resultado un sistema completa-mente abierto, es decir, una puerta que permite accesogratuito a Internet a cualquier usuario no autorizado queesté dentro de la zona de cobertura de radio del sistema.

PirateandoEn la práctica, sin embargo, los sistemas totalmente abiertosson muy raros. Usando un software como ‘Airopeek’ [1] pode-mos ojear todos los equipos que hay en nuestra zona, y cuyasredes están protegidas. En la tabla que presentamos aparecenlos tres estándares de encriptación más populares en la actuali-dad, junto con los menos, que han sido dados por los hackers(está claro que WEP es el estándar menos potente de todos).Desgraciadamente (o quizás deberíamos decir afortuna-damente), WEP es el estándar más utilizado y es alta-mente vulnerable, (ver [2] y [3]).Bromas aparte, y dejando a un lado la cuestión de si elintroducirse en una red inalámbrica protegida es unacuestión inmoral o incluso ilegal, realmente sí es posibletener un acceso a Internet completamente gratis.

Contra-medidasPor supuesto, nosotros no queremos que usuarios no auto-rizados aparezcan en nuestra red inalámbrica. Ahoraque somos totalmente conscientes del gran defecto quetienen los estándares usados para la protección del sis-tema, será bastante fácil aplicar medidas efectivas.La elección obvia debería ser el uso de un punto de accesoque utilice WPA (acceso WiFi protegido) basado en el están-dar 802.11i. Sin embargo, si ya tenemos un router quetenga WEP, comprobaremos si es posible utilizar ‘autentifica-ción’. Usando la estándar 802.1x, muy común para estos sis-temas, se asignará una nueva clave de conexión/sesión a unusuario cada vez que navegue por la red. Sin embargo, estorequiere de un servicio de autentificación (RADIUS; serviciode autentificación remota de usuario), aunque también hayen el mercado puntos de acceso que tienen un servidor yaintegrado. Esta opción no permite escuchas indiscretas deltráfico que circula por un punto de acceso usando una clavepirateada o robada. Más aún, la clave se invalida cuando lasesión se cierra. Para una protección continua, un procedi-miento que recomendamos es salir y volver a entrar de nuevoesporádicamente (aunque es un poco latoso, es eficiente).Además de RADIUS hay otras medidas que pueden ayudara incrementar la seguridad del sistema. Una guía paso apaso para configurar una red inalámbrica podemos encon-trarla en [4], donde la seguridad tiene mucha importancia.

LegalidadPara finalizar, vamos a hacer mención a algunos enlacesde los llamados ‘directorios hotspot’ [5, 6, 7 y 8]. Se tratade guías que hay en la red donde aparecen listados deredes inalámbricas accesibles de forma pública. Sinembargo, la mayoría de puntos de acceso encontrados enesos directorios no son realmente ‘gratuitos’ y para acce-der hay que pagar. En estos sistemas de servicio de pagolos sistemas de protección también son bastante pobres,por lo que estas redes invitan abiertamente a los hackers.

(045103-1)

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Direcciones de Internet[1] Airopeek WLAN analyzer:

www.wildpackets.com/products/airopeek_nx/[2] AirSnort key recovery: airsnort.shmoo.com[3] WEPCrack: wepcrack.sourceforge.net[4] Designing your WiFi network:

www.wi-fi.org/OpenSection/design.asp[5] WiFi Freespot Directory: www.wififreespot.com[6] Jiwire Guide to WiFi: www.jiwire.com[7] WiFi ZoneFinder: www.wi-fizone.org/zoneFinder.asp[8] HotSpot Haven: www.hotspothaven.com

WEP WPA WPA2

Wired Equivalent Privacy WiFi Protected Access WiFi Protected Access Version 2 (802.11i)

Won’t Even Protect Will Protect Alright Will prove airtight

Weak, static keys Improved security by rotating keys

Strong encryption andauthentication options

elektor 70

DELPHI PARAINGENIEROS ELECTRÓNICOSParte 2 – Programar una calculadora

curs

o

Herman Bulle with thanks to Anton Vogelaar

En la primera entrega de esta serie introdujimos el entorno deprogramación Delphi y describimos varios ejemplos que ilustrancómo programar en Delphi. En esta entrega, prestaremos másatención al diseño de un programa algo más serio. Nuestroproyecto es construir una sencilla calculadora de bolsillo porsoftware. La entrega del mes próximo incluirá un teclado quepueda conectarse al puerto serie para que el programa Delphi lealas pulsaciones de las teclas.

El proyecto consiste en tres componentes:– La capa de presentación, que muestra los resultados en

el monitor.– La capa de “driver” que proporciona la interfaz con el

hardware (el teclado). Esta capa se describirá en lasiguiente entrega.

– La capa de procesado, que es el software que simula elfuncionamiento de una calculadora de bolsillo.

Puesto que la mayoría de nuestros lectores no están muyfamiliarizados con Delphi, en esta entrega nos fijaremosen el diseño del programa y la capa de presentación. Quehaya una interfaz de usuario atractiva forma una parteimportante del total del proyecto. En última instancia, eléxito de un proyecto depende mucho de su presentación.Nadie desea un amplificador DIY antiestético en la salade estar, aunque tenga un funcionamiento sobresaliente.El mismo criterio sirve para los proyectos software.El resultado final, mostrado en la Figura 1, se obtiene colo-cando secuencialmente varios componentes en la panta-lla. En las siguientes descripciones usaremos términos Win-dows y Delphi y los explicaremos cuando sea necesario.

Capa de presentaciónDespués de arrancar Delphi, en el monitor aparece unobjeto denominado Form. Esta ventana gris es donde colo-caremos varios componentes de las pestañas de la paletade Componentes. Usando el Examinador de Objetos, quetambién se muestra en la pantalla (normalmente en la parteinferior izquierda), se pueden cambiar las propiedades dela ventana y de todos los componentes que hayamossituado en ella. Primero use Nombre para darle al Formun nombre único (como FMain como abreviatura de Form-Main). Localice las propiedades Anchura y Altura, y asignelos valores de 300 y 360 píxeles.A continuación nos encontramos la propiedad Color.Haciendo clic en la flecha pequeña a la derecha del campode entrada, aparecerá una lista desplegable con varios colo-res de Windows, donde podrá seleccionar uno de ellos. Sien lugar de eso hace doble clic en el campo de entrada, seabrirá un diálogo de color donde podrá elegir entre distintasposibilidades. Elegiremos el color que encontremos másatractivo, aunque naturalmente es mejor darle a la pantallanumérica un color diferente. Para ello tiene que darle a partedel Form un color diferente, lo cual puede hacer emplazandoun Panel en el Form. En la paleta de Componentes, bajo lapestaña Estándar, encontrará un panel de objeto. Selec-cionaremos el panel del objeto haciendo clic en él, y des-pués haremos clic en Form. Puede usarse el ratón para ajus-tar la posición y tamaño del panel de objeto seleccionán-dolo y arrastrando en los puntos indicados. Puesto que laposición y el tamaño son propiedades, también pueden ajus-tarse usando el Inspector de Objetos. El objeto panel no estápensado para mostrar números, simplemente marca un áreaen el Form y sirve como contenedor, encima del que puedencolocarse otros componentes.Usando Label puede mostrarse una línea de dígitos (enforma de texto). Emplazaremos una etiqueta en el panelhaciendo clic en la paleta de Componente, pestaña Están-dar, componente Label y haciendo clic después en elpanel. Entonces podrá ver que la etiqueta sólo ocupa unapequeña porción del panel, lo cual no es lo que queremos,puesto que la etiqueta debe llenar el panel completo. Paralograrlo podemos emplear la propiedad Align. Haga clicen la pequeña flecha a la derecha del campo de entraday se mostrarán varias opciones, seleccione Client, y obser-vará que la etiqueta se hace tan grande como el panel,que es exactamente lo que queríamos. Para tener una ideade cómo quedará al final, puede usar la propiedad Cap-

tion para teclear varios dígitos. Ahora es un buen momentopara elegir una fuente adecuada haciendo clic en la pro-piedad Font y seleccionando fuente, tamaño y color.La tarea final es emplazar los botones. Hay varios tipos dife-rentes en la barra de herramientas de Componentes. El mejorbotón para esta aplicación es el SpeedButton en la pestañaAdditional (el tercer botón por la izquierda). Colocaremos 16de ellas en el Form, estéticamente formando un grupo comoel mostrado en la figura. Cada botón tiene un pie con unafuente, que puede usarse para identificarlo individualmente.Por defecto, cada botón tiene un nombre con un número,como SpeedButton1, SpeedButton2, etc. Usaremos la propie-dad Name para darle a cada botón un nombre individual, loque permite reconocer su función, como “CalculatorBtn1 (ennuestro ejemplo, elegimos la sencilla abreviatura “Btn1”)”.Mediante la propiedad Tag el programa determinará québotón ha sido pulsado. Ésta es una propiedad para pro-gramadores, que la usan donde creen que encaja. En estecaso, se quiere que los valores de los dígitos asignados alas “tags” se pasen al programa. Así, a los botones 0-9hay que asignarles los valores de “tag” de 0-9. Una apro-ximación similar se usa para los botones de operación (+,-, * y / ). A estos se les asignan los valores 1-4. Esto com-pleta la presentación del componente.Una buena costumbre consiste en crear un directorio o sub-directorio separado para cada proyecto que inicie. Esto evitaproblemas con ficheros antiguos que pueden tener los mis-mos nombres que los nuevos. Delphi crea unos pocos ficherosmientras el programa se escribe, pero muchos de ellos noson necesarios después. Los archivos que deben salvarse tie-nen las extensiones .DPR (Delphi Project Resource), .DFM (Del-phi Form) y .PAS (Pascal Unit). Son necesarios si más tardese quiere volver a abrir el proyecto. Cuando el programa seha compilado, se crea un fichero .EXE (ejecutable), (por ejem-plo Calculator.exe, si el proyecto fue llamado “calculator”).Este archivo es la verdadera aplicación.

Capa de procesado Ahora hay que poner la aplicación a funcionar. Cada pro-ceso de la calculadora, como sumar dos números, consisteen cuatro pasos:

elektor 71

Figura 1. El aspecto terminado de la calculadora.

– Introducir el primer número.– Almacenar la operación.– Introducir el segundo número.– Comenzar a procesar pulsando la tecla =.

Un número se forma al presionar el botón del primer dígitoy guardando ese número. Si se pulsa un segundo dígito, elnúmero anterior se multiplica por 10 y el segundo númerose suma al resultado. Este procedimiento se repite hasta quetodos los dígitos han sido introducidos. Los dígitos se intro-ducen pulsando los botones apropiados. Muchos compo-nentes, como los botones, pueden usarse para iniciar el pro-cedimiento haciendo clic en ellos con el ratón. Esta acciónse llama evento. Seleccione un botón y mírelo con el Exa-minador de objetos, después elija la pestaña Events de laparte superior. Haciendo doble clic en una de las cajas pró-ximas a los items que se enumeran aquí, Delphi creará auto-máticamente un procedimiento. Haga doble clic en la cajapróxima a OnClick y se generará el procedimiento.Ahora es necesario un procedimiento auxiliar para colo-car los dígitos en una fila. Si se examina el código que hagenerado Delphi, se verá algo similar a ‘type TFmain =class(TForm)’ en lo alto del Form, seguido por referenciasa las etiquetas, paneles, botones y otros objetos que sehan colocado en el Form. Debajo se verá:

varFmain: TFmain;

Esta forma de hacer las cosas requiere una pequeña expli-cación. Delphi es un lenguaje orientado a objetos. En len-guaje corriente, este código quiere decir que se ha creadouna variable FMain de un tipo específico (TFMain). Otraforma de describir esto es diciendo que primero se generauna definición de la calculadora en la declaración Type(type TFMain), y entonces se usa un elemento de este tipo(var Fmain). Esta forma es típica de los lenguajes orienta-dos a objetos como Delphi, C++, DotNet, versiones recien-tes de VisualBasic, y varios lenguajes de bases de datos. El programa tiene ahora la siguiente estructura:

typeTFmain = class(TForm)

Panel1: TPanel;Label1: TLabel;Btn1: TSpeedButton;Btn2: TSpeedButton;..procedure Btn1Click(Sender: TObject);..

privateAccu1, Accu2: Integer;procedure AddAccu(x: Integer);

publicend;

varFmain : TFMain;

Ahora también podemos ver que cada vez que se añadeun componente al Form, también se adiciona a la defini-ción Type del Form. Lo mismo se aplica para los procedi-mientos que pertenecen a un evento. El procedimiento realse emplaza más alejado en el programa, bajo el encabe-zamiento ‘Implementation’.Tomando prestado un término de las pilas del hardwarede los microprocesadores (una pila es un tipo específicode lista con su manera particular de añadir y retirar datos),asignamos los nombres Accu1 y Accu2 a las variables que

reciben los dos números a procesar. Estas variables perte-necen a las propiedades de la calculadora, que es por loque se declaran en este lugar. En este caso están incluidasen la subsección “Private”, pero esto carece de significadoaquí. Son de tipo número entero, que se llama “integer”.El procedimiento que coloca en su lugar los dígitos en unafila (AddAccu) también se declara aquí.Naturalmente, este procedimiento también debe ser imple-mentado, lo cual sucede en la sección de implementación,que está bajo el encabezamiento “Implementation”. Laimplementación tiene este aspecto:

procedure TFMain.AddAccu(x: Integer);begin

Accu1:=Accu1*10+x; // a statement is terminated with ;end; // comments are preceded by a double slash

Si presionamos varios botones de dígitos consecutivamente,estos se colocarán en una fila. Esto puede hacerse multi-plicando los números previos por diez y sumando elnúmero actual al resultado. Se precisan varias operacio-nes para conseguir este resultado. Hay que guardar el pri-mer dígito, leer el segundo, multiplicar el primer númeropor diez y sumar el último número al resultado y así. Estopuede hacerse introduciendo una variable auxiliar de tipoBoolean. Igual que en electrónica digital, esta variablepuede tomar los valores TRUE o FALSE.Declara una variable EntryBsy: Boolean con un valor inicialde FALSE (ver listado 1). El primer dígito se lee, el conte-nido de Accu1 se copia en Accu2, y el dígito se coloca enAccu1. Después de esto, el valor de EntryBsy se cambia aTRUE. Cuando el siguiente dígito se lee, el procedimientove que el valor de EntryBsy es TRUE, así que los pasos ante-riores no se ejecutan, en su lugar el valor de Accu1 se mul-tiplica por 10 y el nuevo dígito se suma al resultado.El procedimiento completo aparece de la siguiente forma:

procedure TFMain.AddAccu(x: Integer);beginif EntryBsy = FALSE then

beginAccu2:=Accu1;Accu1:=X;EntryBsy:= TRUE;end

elseAccu1:= 10*Accu1+X;end;

Nótese que todas las palabras reservadas se muestran ennegrita. Una palabra reservada es una palabra o símboloque Delphi reconoce como parte del lenguaje de progra-mación.Ahora se puede procesar el resultado de pulsar un botón dela siguiente manera: seleccione un botón (como Btn1),vaya al Examinador de Objetos/Events, y haz doble clicen el campo de entrada cercano a OnClick. Se generaráel siguiente procedimiento automáticamente:

procedure TFmain.Btn1Click(Sender: TObject);begin

end;

También habrá que asegurarse de que la variable X tieneasignado un valor antes de que se llame al procedimiento.El procedimiento ya ha sido generado haciendo clic en elevento OnClick del botón. Una posibilidad sería incluir lasiguiente sentencia entre el Begin y el End del procedimiento:

AddAccu((Btn1).Tag); // use the tag number of the button

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Esto podría repetirse para cada botón de dígito, lo que pro-porcionaría diez procedimientos casi idénticos. Sinembargo, hay una solución más rápida. Como puede verse,el procedimiento incluye un parámetro llamado Sender. Esteparámetro recibe las propiedades del componente quellama al procedimiento. Así, podemos asignarle a AddAccuun valor adecuado, puesto que ya le habíamos asignadoa la propiedad del “tag” un número en el rango 0-9:

AddAccu((Sender as TComponent).Tag);

Ahora queremos que todos los botones de dígitos apuntena este procedimiento. Para cada botón de dígito, conse-cutivamente, iremos al evento OnClick y haremos clic enel botón cercano al campo de entrada. Entonces seleccio-naremos el procedimiento apropiado (Btn1Clk). Despuésde esto, aún precisamos algunos medios para mostrar elnúmero ensamblado en la pantalla (ver Figura 2). Puestoque esto tiene que hacerse varias veces en múltiples situa-ciones, se puede generar un procedimiento separado paraeste propósito. Incluya el procedimiento ScreenRefresh enla definición y colóquelo en la sección Implementation.

procedure TFMain.ScreenRefresh;begin

Label1.Caption := IntToStr(Accu1);end;

La función IntToStr (‘integer to string’) convierte un númeroen una línea de texto (cadena de texto), y esta cadena detexto se asigna a Label1.Caption Esto hace que el resul-tado se coloque en pantalla. El procesamiento de los botones de operación requiere unpequeño truco. Si se pulsa un botón de operación (+, -, *,o / ), no debe ejecutarse inmediatamente el procesamientode la operación. En su lugar, debe esperarse hasta que elbotón = se pulse. Esto quiere decir que hay que recordarqué botón de operación se pulsó. Para hacer esto, decla-ramos una variable entera.

Processing: Integer;

Los botones +, -, *, y / tienen un valor de “tag” de 1-4, yel botón = tiene un valor de 0. Generamos un nuevo pro-cedimiento que use estos números.

procedure TFMain.ProcessNumbers(proc: Integer);begin

case Processing of1: Accu1:=Accu2 + Accu1;2: Accu1:=Accu2 - Accu1;3: Accu1:=Accu2 * Accu1;4: Accu1:=round(Accu2 / Accu1);

end;Processing:=proc;EntryBsy := False;

end;

La variable EntryBsy se pone a TRUE para preparar a la calcu-ladora para aceptar un nuevo número. Este procedimiento sellama usando el procedimiento que está enlazado a un evento.

Ahora haga doble clic en el evento OnClick del botón “suma”.Hasta ahora, no se ha asignado ningún valor a Accu2. Lasolución más sencilla es incluir una línea en el procedi-miento AddAccu para copiar Accu1 en Accu2.

Accu2 := Accu1;

Generamos un nuevo procedimiento que llama al proce-dimiento anterior:

procedure TFMain.BtnAddClick(Sender: TObject);begin

ProcessNumbers((Sender as TComponent).Tag);ScreenRefresh;

end;

Ahora seleccionamos este procedimiento (BtnAddClick) enel evento OnClick para cada uno de los otros botones deoperación y el botón = de la misma manera descrita ante-riormente. Cuando un programa arranca, todas las varia-bles se fijan a cero (Processing=0). Cuando el botón + sepulsa por primera vez, el valor de Processing es inicial-mente 0, y en el procedimiento ProcessNumbers se leasigna el valor de suma (1). Cuando este procedimientose ejecuta por segunda vez, la suma se ejecuta realmentey el resultado se muestra en pantalla. Casi hemos termi-nado, solamente queda por asignar la función al botónBorrado. En este momento deberíamos estar familiariza-dos con la forma de hacer esto, así que no resultará difí-cil completar este procedimiento. Simplemente haga dobleclicc en el botón OnClick del botón Borrado y seleccione elprocedimiento BtnClrClick:

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Figura 2. Parámetros del Examinador de Objetos. La sección decolor de la calculadora se muestra a la izquierda, y el valor de la

propiedad Align de la etiqueta a la derecha.

Figura 3. El icono SpeedButton está situado en la pestaña Additional de la paleta de Componentes.

procedure TFMain.BtnClrClick(Sender: TObject);begin

ClearAccu;ScreenRefresh;

end;Este procedimiento llama a ClearAccu para poner Accu1y Accu2 a cero y fijar EntryBsy a FALSE.

procedure TFMain.ClearAccu;begin

Accu1 := 0; Accu 2 := 0;EntryBsy:=False;

end;

El listado 1 muestra el programa completo, incluyendotodos los componentes que se han añadido manualmente. Ahora que el programa está completo, puede ejecutarse y

probar si la calculadora funciona como debiera. Si no fun-ciona bien la primera vez, debemos comprobar primero losparámetros de los 16 SpeedButtons. Verifique si el nombre,tag y el evento OnClick son correctos en cada botón.Observe que la calculadora aún es muy primitiva en su formaactual, puesto que sólo puede manejar número enteros, sindecimales. Sin embargo, no debemos dejar que esto arruineel placer de programar, ya que esto sólo es un comienzo.

En esta entrega, hemos prestado una considerable aten-ción al diseño del programa para familiarizarnos contodos los comandos y procedimientos. Con todo esto supe-rado, en la próxima entrega podremos llevar a cabo latarea de conectar un teclado al puerto serie del PC. El inter-cambio de datos entre el PC y el teclado es un aspectoimportante del próximo paso.

(040240-2)

elektor 74

Listado 1. Listado completo del programa de la calculadora.

unit Calculator;

interface

usesWindows, Messages, SysUtils, Variants,Classes, Graphics, Controls, Forms,Dialogs, Buttons, StdCtrls, ExtCtrls;

typeTFmain = class(TForm)

Panel1: TPanel;Label1: TLabel;Btn1: TSpeedButton;Btn2: TSpeedButton;Btn3: TSpeedButton;Btn4: TSpeedButton;Btn5: TSpeedButton;Btn6: TSpeedButton;Btn7: TSpeedButton;Btn8: TSpeedButton;Btn9: TSpeedButton;Btn10: TSpeedButton;Btn11: TSpeedButton;Btn12: TSpeedButton;Btn13: TSpeedButton;Btn14: TSpeedButton;Btn15: TSpeedButton;Btn16: TSpeedButton;procedure Btn1Click(Sender: TObject);procedure BtnClrClick(Sender: TObject);procedure BtnAddClick(Sender: TObject);

privateAccu1, Accu2: Integer;EntryBsy: Boolean;Processing: Integer;procedure AddAccu(X: Integer);procedure ProcessNumbers(proc: Integer);procedure ScreenRefresh;procedure ClearAccu;

public{ Public declarations }

end;

varFmain: TFmain;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TFMain.AddAccu(X: Integer);beginif EntryBsy = FALSE then

begin

Accu2 := Accu1;Accu1 := X;EntryBsy := TRUE;end

elseAccu1 := 10*Accu1 + X;end;

procedure TFMain.ProcessNumbers(proc: Integer);begincase Processing of

1: Accu1 := Accu2 + Accu1;2: Accu1 := Accu2 - Accu1;3: Accu1 := Accu2 * Accu1;4: Accu1 := round(Accu2 / Accu1);

end;Processing := proc;EntryBsy := False;

end;

procedure TFMain.ClearAccu;begin

Accu1 := 0; Accu2 := 0;EntryBsy := False;

end;

procedure TFMain.ScreenRefresh;begin

Label1.Caption := IntToStr(Accu1)end;

procedure TFmain.Btn1Click(Sender: TObject);begin

AddAccu((Sender as TComponent).Tag);ScreenRefresh;

end;

procedure TFMain.BtnAddClick(Sender: TObject);begin

ProcessNumbers((Sender as TComponent).Tag);ScreenRefresh;

end;

procedure TFMain.BtnClrClick(Sender: TObject);begin

ClearAccu;ScreenRefresh;

end;

end.

Elektor 299 (Abril)

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