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electronics worldwide

www.elektor.es JUNIO 2008 5,50 eN 336

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0 0 3 3 6ISSN 0211-397Xnueve tarjetas de sonido

sometidas a prueba

SAPS-400

resultados satisfactorios

alimentacin conmutada para amplificadores de audio

Serpiente trmica128 termmetros en un lnea

Medidor RLC por 2 un precio imbatible

La calidad de sus convertidores A/D y D/A hace que sea muy tentador utilizar las tarjetas de sonido para realizar medidas en equipos de audio, encajando especialmente bien en el entorno Windows. Sin embargo, como es bien sabido, se necesitan algo ms que buenos convertidores para hacer un buen instrumento

Ms que audioLa portada de la revista de este mes puede sugerir una sobreabundancia de proyectos de audio. Sin embargo, el balance es algo ms delicado, aunque se puede argumentar que hay un cierto nmero de artculos relacionados de una alguna manera con el audio.Las pginas sobre el SAPS-400 describen una unidad de alimenta-cin conmutada (SMPSU) diseada especialmente para amplificadores de audio. Esta unidad compacta y ligera puede suministrar de forma continua 400 vatios. La salida principal es ajustable en un amplio margen y dispone de una salida auxi-liar de 15 voltios para alimentar un preamplificador o algo similar. En definitiva, la SAPS-400 permite alimentar amplificadores de gama alta y elevada potencia sin tener que reservar el 75% del volumen de la caja para grandes transformadores y electrolticos.Las fuentes conmutadas se emplean actualmente en muchos equipos industriales y de consumo debido a su pequeo tamao y alta eficien-cia. An hay algunos diseadores que rechazan este tipo de fuentes por su complejidad de diseo y sus componentes poco usuales. Normal-mente, lo suelen subsanar empleando mdulos comerciales. Nuestro art-culo terico sobre diseo de fuentes conmutadas de la pgina 50 intenta demostrar que las cosas son menos complejas de lo creemos.Nuestro test comparativo de nueve tarjetas de sonido no tiene como primer objetivo analizar la calidad del sonido. Muchos aficionados a la electrnica utilizan las tarjetas de sonido de sus PCs para hacer medi-das de baja frecuencia y para ello es esencial tener una respuesta lineal de amplitud y un buen conocimiento de la caracterstica de frecuencia. Es por ello por lo que nos hemos centrado principalmente en medir las especifi-caciones tcnicas de estas tarjetas.Una prctica aplicacin del uso de las tarjetas de sonido como instru-mento de medida la podemos encon-trar en el artculo Medidor RLC de 2. En l, mostramos como se puede construir un medidor RLC excelente utilizando tan solo la tarjeta de soni-do del ordenador, tres componentes y un pequeo programa en Java - muy til. Espero que os guste.

Eduardo CorralEditor

PUNTUACIN: 7,5

38 SAPS-400

Con la SAPS-400 presentamos una alimentacin simtrica potente y ajustable que resulta ideal para amplificadores de audio de potencia ligeros y, felizmente, ocupando tan solo la cuarta parte del espacio que precisara una fuente de alimentacin de diseo convencional.

Una prueba comparativa de nueve tarjetas de sonido

Es posible hacer un medidor RLC por menos de 2 ? En este artculo los autores responden a esta pregunta con un rotundo S en forma de un sencillo y compacto circuito que nos permitir hacer medidas RLC de una forma rpida, precisa y, sobre todo, barata.

24de medida. Nuestra prueba muestra como de buenas es la puntuacin obtenida por unas cuantas tarjetas con seales reales.

58 Serpiente trmica

Este proyecto de bajo coste te permite conectar desde 1 a 128 termmetros digitales como del Dallas DS18B20 directamente a un simple par de hilos. Todos los valores de temperatura son grabados en tu PC a travs de un puerto USB sin limitacin del espacio de memoria. Usando la utilidad software desarrollada para este proyecto podrs monitorizar la temperatura en tiempo real y ajustar niveles de alarma para cada uno de los termmetros de forma individual.

14 Medidor RLC por 2 euros

SUMARIO

Una prueba comparativa de nueve tarjetas de sonido

Junio 2008N 336

proyectos14 Medidor RLC de 220 Infrarrojos para Mega8832 Profiler: Puesta al Da38 SAPS-40058 Serpiente Trmica72 Proyector Laser

tecnologa10 Radio por Internet: Otros

usos46 Energa: Ganadores del

concurso49 Reto Intel: Sobre los resul-

tados50 Fuentes de Alimentacin

Conmutadas64 Nuevas pantallas planas70 Cable USB a TTL

informaciny mercado

6 Colofn7 Noticias24 Tarjetas de sonido79 Prximo Nmero84 Tienda Elektor

informacin yentretenimiento

82 Retrnica80 Hexadoku

6 elektor, electronics worldwide - 6/20086 elektor, electronics worldwide - 03/2008

Marzo 2008 ISSN 0211-397X

Elektor La electrnica que sorprende, es una edicin que tiene por objetivo inspirar a la gente a que utilice la electrnica a todo nivel, presentado proyectos y desarrollos electrnicos e informacin tecnolgica.

Jefe de Redaccin internacional: Wisse Hettinga

Redaccin ELEKTOR Espaa: Eduardo Corral ([email protected])

Redaccin Internacional: Harry Baggen, Thijs Beckers, Jan Buiting, Guy Raedersdorf, Ernst Krempelsauer y Jens Nickel

Publicidad: Susanna Esclusa ([email protected])

Direccin: C/ Salvador Olivella, 17 Local 79 A - 08870 Sitges (Barcelona)Tel.: 93 811 0551 - Fax: 93 894 8135

e-mail: [email protected]

Edita: Elektor International Media Spain, S.L.

Director Internacional: Paul Snakkers

Marketing: Carlo van Nistelrooy

Suscripciones Internacionales: Anouska van Ginkel

Suscripciones Nacionales: Susanna Esclusa ([email protected])

Cartas del lector: [email protected]

Maquetacin: Sitges Disseny: Carlos Scelzi, Paco Lpez

Imprime: Senefelder Misset Doetinchem, The Netherlands

Distribucin en Espaa: S.G.E.L.

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

Reservados todos los derechos de edicin. Se prohbe la reproduccin total o parcial del contenidode este nmero, ya sea por medio electrnico o mecnico de fotocopia, grabacin u otro sistema de reproduccin, sin la autorizacin expresa del editor. Las opiniones expresadas a lo largo de los distintos artculos, as como el contenido de los mismos, son responsabilidad exclusiva de los autores. As mismo, del contenido de los mensajes publicitarios son responsables nicamente los anunciantes.

Copyright = Elektor International Media B.V.

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DATOS REVISTATIRADA INTERNACIONAL: 150.000 ejemplaresTIRADA ESPAA: 13.500 ejemplaresPERIOCIDAD: MensualPRECIO REVISTA: 5,50 EMEDIDAS: 21 x 29,7 cmIMPRESIN: Offset (color)

INFORMACIN 93 811 05 51PUBLICIDAD [email protected]

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Transmisin inalmbrica de energa: mito o realidad?

Anti-Standby: abajo con los derrochadores de energa!

CO2 detecta el aire viciado antes de desmayarte

TEST COMPARACIN DE MEDIDORES DE ENERGAMedidor de alimentacin DC

VOLTAJE, CORRIENTE y Wh

E-blocks: El Toyota Prius llega a 100 mpg


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Elektor, la revista internacional de electrnica, va dirigida a un amplio espectro de lectores, desde el mbito de la electrnica y la tecnologa profesional hasta el de los ms entusiastas aficionados. En sus pginas se pueden encontrar las ltimas novedades del sector, artculos divulgativos en los que el lector podr conocer en profundidad las tcnicas y aplicaciones tecnolgicas ms avanzadas, nuevos diseos en los que se incluyen las ltimas tecnologas, formacin sobre los nuevos productos y herramientas que aparecen en el mercado, entretenimiento y todo aquello que resulte interesante dentro de la electrnica, la informtica aplicada y la tecnologa en general.

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Con Crditos Elektor puedes descargar archivos PDF de los artculos elegidos en la revista. Administra tu cuenta de Creditos Elektor y sintete libre para descargar productos digitales. Una vez que que el pago est aprobado, la cantidad de Crditos Elektor ser visible en la zona Mi Elektor. Entonces puedes descargar los artculos de una manera rpida y sencilla.

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Maquetacin: David Mrquez




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nueve tarjetas de sonido sometidas a prueba

SAPS-400

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alimentacin conmutada para ampli cadores de audio

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Electrnica Postal www.electronicapostal.com .................................................................................... pg. 57

Elektron www.tiendaelektron.com ....................................................................................................... pg. 69

Eurocircuits www.eurocircuits.com ...................................................................................................... pg. 62

Hammond Manufacturing www.hammondmfg.com/es .................................................................... pg. 45

Ingeniera de Microsistemas - www.microcontroladores.com ............................................................. pg. 2

mikroElektronika www.mikroe.com .................................................................................................. pg. 19

noticias informacin y mercado

76/2008 - elektor, electronics worldwide

se presentan con el rango de 3.3 a 48 VDC. Los voltajes in-termedios de cada serie tam-bin estn disponibles bajo pe-ticin. Las unidades de 40 y 60 W poseen un formato industrial estndar de 2 x 4 (las fuentes de 20 W miden 2 x 3.5). El rango de entrada AC para las fuentes ZPSA20 es de 85 a 264 VAC, 47 a 63 Hz o 120 a 225 VDC. Para las series ZPSA40 y ZPSA60, la entrada universal se sita entre 90 y 264 VAC o 47 y 63 Hz. Diseada para complementar la gama de soluciones AC-DC de montaje PCB KPSA de Lamb-da, la serie ZPSA posee un ra-tio similar de operacin por conveccin-refrigeracin de 0 +70 C y dispone de protec-cin ante subida de tensin y cortocircuito. Con el objetivo de maximizar la flexibilidad de diseo, Lamb-da presenta estas unidades en

Nueva gama de fuentes de alimentacin AC-DC Las unidades ZPSA de mon-taje PCB son ideales para routers de vdeo / audio, co-municaciones de datos, equi-pos en puntos de venta, se-ales LED de baja potencia e iluminacin Lambda ha introducido su nueva gama ZPSA de fuentes de alimentacin AC-DC de 20, 40 y 60 W. Todas las unidades destacan por un perfil muy bajo, por ejemplo, el modelo ZPSA20 slo mide 88.9 x 50.8 x 20.32 mm, convirtindose en la eleccin ideal para un gran nmero de aplicaciones como routers de vdeo / audio, co-municaciones de datos, equi-pos en puntos de venta, se-ales LED de baja potencia e iluminacin. La serie ZPSA20 se encuentra disponible con configuraciones de tensin de salida estndar de 3.3 a 24 VDC, mientras que los modelos ZPSA40 y ZPSA60

configuracin de tarjeta abierta con conectores Molex o en una versin -P pinned para mon-taje PCB. Todas las fuentes de alimenta-cin de la serie ZPSA, que tie-nen el Marcado CE, cumplen los estndares de inmunidad EN61000-4 y EMI Clase B y po-

seen las aprobaciones de segu-ridad UL60950-1, CSA60950-1 y EN60950-1.

Para ms informacin:LAMBDA, [email protected]

nuevos LDO son ideales para aplicaciones en el automvil y la industria. Tambin se carac-terizan por su baja corriente en reposo, baja corriente de apagado y estabilidad de con-densador cermico, todo lo cual permite realizar diseos de menor tamao y muy alta

Microchip Presenta Reguladores Lineales (LDO) de Alta tensin

Microchip anuncia los regula-dores lineales (LDO) de alta tensin MCP1790 y MCP1791. Con una salida continua de 70 mA, la capacidad de tra-bajar a partir de una tensin de entrada continua de has-ta 30V y proteccin al volcado de carga de hasta 43,5V, los

eficiencia con unos costes ms reducidos.Los LDO MCP179X se han di-seado para su utilizacin en aplicaciones que requieran un funcionamiento continuo para tensiones de entrada elevadas, como aplicaciones de 12V en el automvil y de 24V en la industria. La funcin incorpo-rada de proteccin al volcado de carga asla los transitorios de tensin presentes a menu-do en esta clase de aplicacio-nes, sobre todo en el mercado del automvil. Todo ello, unido a la estabilidad del condensa-dor cermico de salida y una baja corriente en reposo de tan slo 70 uA, permiten rea-lizar diseos ms compactos, eficientes desde el punto de vista del consumo de energa y fiables.Entre los ejemplos de aplicacio-nes para el automvil se en-cuentran la iluminacin de la instrumentacin, alimentacin

de ventanas y cierres, y sistemas estreo. Entre las aplicaciones industriales de alta tensin se encuentran sistemas de seguri-dad, alarmas de incendio, con-troles de termostato y sensores, entre otras.Los usuarios pueden elegir en-tre el sencillo LDO MCP1790 de 3 patillas o el completo LDO MCP1791 de 5 patillas, que entre sus numerosas funciones ofrece apagado y seal de ali-mentacin correcta. Ambos se encuentran disponibles en en-capsulados SOT-223 y DDPAK eficientes desde un punto de vista trmico. Las muestras de ambos LDO estn disponibles en sample.microchip.com y los pedidos de cantidades en vo-lumen se pueden realizar en www.microchipdirect.com.

Para ms informacin:Microchip Technology Incorporatedwww.microchip.com/MCP179X


informacin y mercado noticias

nes para aplicaciones WCDMA Banda VIII, que se basa en una combinacin SAW-SAW y slo mide 3.0 x 2.5 x 1.1 mm.

Chipset para lmparas LED compatibles con MR16 Zetex Semiconductors, em-presa representada en Espaa por Anatronic, S.A., ha de-sarrollado un novedoso chip-set y diseo de referencia para lmparas LED compatibles con MR16. Reduciendo la cantidad de componentes a la mitad en comparacin con soluciones existentes, el chipset disminuye el tamao y el peso de la PCB en el cuello de la lmpara y el coste total de fabricacin. El nuevo chipset integrado gestiona todas las funciones de rectificacin de potencia, control de corriente LED y pro-teccin. MR16, el formato es-tndar para lmparas de re-flector halgeno, es amplia-mente usado en aplicaciones de iluminacin direccional de entornos domsticos, oficinas y retail. Adems, las variacio-nes basadas en LED ofrecen enormes mejoras en eficiencia y fiabilidad. Chris Jolly, Vicepresidente de Marketing de Productos de Aplicacin Inteligente de Ze-tex Semiconductor, afirma que este chipset es una solucin optimizada y muy robusta para

la aplicacin MR16 y confirma el prestigio de nuestra tecnolo-ga en el sector de la ilumina-cin. Los clientes nos comen-taban que los diseos exis-tentes de lmpara LED MR16 no estaban suficientemente optimizados para ofrecer efi-ciencia y facilidad de fabrica-cin, y decidimos ofrecer esta solucin como respuesta a su demanda. Tambin es importante no pasar por alto un argumento

ecolgico en la transicin ha-cia lmparas LED compatibles con MR16. No podemos igno-rar que las lmparas LED duran cinco veces ms que los hal-genos y son de gran ayuda en la lucha por reducir el consu-mo de energa en entornos do-msticos y comerciales. Adems de su duracin, los LED tam-bin contribuyen a disminuir las emisiones de gas al usarse en lugar de los halgenos tradicio-nales, concluye Jolly.

Paul Thieken, Director de Marketing de Producto de XLampLED de Cree, destaca que llevamos trabajado estre-chamente con Zetex durante muchos aos y estamos con-vencidos de que este chipset, en combinacin los LED Cree, puede ofrecer a los fabricantes de iluminacin MR16 una solu-cin optimizada que responde a los requerimientos de cual-quier aplicacin. Irving Pun, Director de Desa-rrollo de Mercados Globales de Civilight Shenzhen Semiconduc-tor Lighting Company, comenta que en el proceso de fabrica-cin de lmparas LED compa-tibles con MR16, la solucin de control electrnico tiene que ser muy fiable. Ahora, Zetex nos ofrece un chipset sencillo que nos permite concentrarnos en optimizar el rendimiento trmi-co y ptico de nuestros produc-tos MR16.

Para ms informacin:Anatronic Tel: 913660159Fax: [email protected]://www.anatronic.com

Duplexor para aplicaciones WCDMA Banda VIII

EPCOS, empresa representa-da en Espaa por Anatronic, S.A., ha desarrollado el du-plexor con menores dimensio-

El nuevo producto se caracteri-za por elevado aislamiento con prdidas de insercin de slo 1.7 dB en el path Tx y 2.0 dB en el path RX. Por lo tanto, es posible disear las fases de amplificador para el duplexor con el objetivo de minimizar el consumo de energa en lnea con estos valores de baja ate-nuacin, que extienden los pe-riodos standby de telfonos mviles. El duplexor integra un baln en el path RX para compartir y balancear la impedancia de 50 a 100 , contribuyendo a su compatibilidad con la mayo-ra de chipsets. La Banda VIII del estndar UMTS, que se ha introducido en Europa con la intencin de ampliar la Banda I, ofrece la

ventaja de poder usar anchos de banda relativamente bajos de 880 a 915 MHz en el path TX y de 925 a 960 MHz en el path Rx. Los telfonos y las estaciones base UMTS equipados para Banda VIII tienen rangos com-parables a los mismos dispo-sitivos de sistemas GPS. Por lo tanto, se elimina la necesidad de estaciones base adiciona-les para lograr la cobertura requerida.

Para ms informacin:Anatronic Tel: 913660159Fax: [email protected]://www.anatronic.com


noticias informacin y mercado

Ideal para aplicaciones Bluetooth e inalmbricas Jauch, empresa representada en Espaa por Lober, S.A., anuncia el JXS21, un nuevo cristal de cuarzo SMD de pe-queo tamao que, gracias a su elevada estabilidad de fre-cuencia de 15 ppm, est es-pecialmente indicado para apli-

caciones Bluetooth e inalmbri-cas y telecomunicaciones. Este nuevo cristal de cuarzo de la serie JXS, que es compatible con la normativa RoHS, tam-bin se distingue por su pro-teccin para reducir la radia-cin EMI, rango de frecuencia de 26 a 50 MHz, encapsula-do cermico / metlico de 2.0

Nuevo cristal de cuarzo SMD ultra-miniaturade elevada estabilidad de frecuencia

mejoras de prestaciones per-miten acelerar la ejecucin del complejo proceso requerido por sistemas operativos como Java Card y MULTOS. El nuevo microcontrolador em-plea una EEPROM MONOS ex-clusiva de Renesas Technology, muy fiable y con velocidad de reescritura casi el doble de r-pida que la EEPROM utilizada en el anterior modelo AE45C1. Esto ayuda a reducir el coste de los datos escritos inicialmente en la EEPROM al emitir tarje-tas y acortar el tiempo requeri-do para procesar datos cuando las tarjetas ya estn en uso en el mercado. El RS45C dispone de 224 Kbytes de ROM en ms-cara, que pueden acomodar un sistema operativo de propsitos generales, y 36 Kbytes de EE-PROM, que se pueden emplear para almacenar mltiples apli-caciones o datos. El coprocesador DES (Estndar de Encriptacin de Datos) de los dispositivos previos ha sido actualizado y el nuevo coproce-sador triple DES desarrolla ms funcionalidad de proceso sofisti-cado de encriptacin. El RS45C tambin posee un coprocesador de multiplicacin modular que dota de soporte para encrip-tacin RSA. Estos dos tipos de funcionalidad de encriptacin permiten un proceso de alta ve-locidad. Adems, las funciones perifricas hacen posible un au-mento del nivel de seguridad. Ejemplos de la avanzada tec-

Renesas Technology presentael MCU securizado de 16 bit RS45C Primer producto de la serie RS-4 para tarjetas inteligentes ID y bancarias multifuncin Renesas Technology Europe anuncia el RS45C, un microcon-trolador securizado para tarje-tas inteligentes (smart cards) que requieran elevado nivel de seguridad, como el caso de tarjetas de identificacin, ban-carias y de crdito. Este nuevo microcontrolador se caracte-riza por el ncleo CPU de 16 bit y elevado rendimiento RS-4 e integra 36 Kbytes de memo-ria de slo lectura borrable y programable elctricamente (EEPROM). Sucesora de los AE-4 de Rene-sas, la serie RS-4 de MCU se-curizados de 16 bit responde a las demandas del mercado de mayor rendimiento de proceso. El RS45C, el primer producto de esta nueva serie, tiene un ncleo CPU con un rendimien-to unas cinco veces superior respecto a los anteriores pro-ductos de Renesas Technolo-gy. Tambin reduce el nmero mnimo de ciclos de ejecucin por instruccin de dos a uno, duplicando as la velocidad de proceso al operar a la misma frecuencia. Adems, el RS45C incorpora un oscilador de reloj integrado como una nueva funcin y la mxima frecuencia operativa se ha incrementado a 20 MHz me-diante el cambio de un circui-to externo a interno en el chip para el reloj operativo. Estas

nologa de seguridad soportada incluyen un generador de n-mero de pseudo-aleatorio, que crea datos aleatorios como una medicin de seguridad efectiva para el sistema operativo, y una funcin de revisin de datos de memoria on-chip para ayudar a desbaratar ataques de induc-cin a fallos. Tambin existe un oscilador de reloj interno que elimina los pro-blemas asociados al suministro de un reloj desde una fuente ex-terna. Especficamente, la veloci-dad operativa no depende de la frecuencia de reloj externo, por lo que el MCU siempre puede operar a su mxima frecuencia para alcanzar el mejor rendi-miento posible. Ante la creciente demanda del mercado de la seguridad de productos y sistemas que incor-poren certificaciones de terceras compaas, los productos MCU de Renesas Technology cumplen con el estndar de evaluacin de seguridad de tecnologa de informacin Common Crite-ria (CC), tanto en diseo como

en operacin. Se espera que el RS45C supere la certificacin de seguridad EAL5+ bajo la ltima versin CC. Las herramientas de desarrollo para el RS45C incluyen High-performance Embedded Wor-kshop, el entorno de desarrollo estndar de Renesas Technolo-gy, como interface de usuario que cubre el desarrollo de pro-grama a travs de depuracin, para permitir a los desarrolla-dores trabajar eficientemente, usando operaciones que son familiares. Tambin se en-cuentra disponible el emula-dor full-spec E6000. Pronto se unir el E100, que forma par-te de la nueva serie de emu-ladores full-spec que ofrecen reduccin de coste y excelente funcionalidad. El RS45C se presenta en dos formatos: oblea y chip on tape (COT).

Para ms informacin:Renesas Technology Europehttp://eu.renesas.com

x 1.6 x 0.45 mm, temperatu-ra de soldadura de reflujo de hasta +260 C y rango opera-tivo de -20 a +70 o de -40 a +85 C.

Para ms informacin:Lober, S.A. Tel: 913589875

Fax: 913589710http://www.lober.es

tcnica radio internet de elektor


Cocinar con el EIRMs que una radio:una potente placade desarrollo para el ARM7Por Antoine Authier y Harald Kipp

Este artculo explica cmo utilizar la placa de Radio Internet de Elektor para desarrollar nuestras propias ampliaciones y concretar nuestros proyectos alrededor de esta fabulosa placa de tecnologa condensada.

+3V3

PA1

Figura 1.Conectar el ctodo del

diodo LED al terminal 2 (PA1) y la resistencia

al terminal 34 delconector K1.

En una primera parte de este artculo describiremos las herramientas necesarias y la manera de utilizarlas. En la segunda parte desarrollaremos un ejemplo concreto alrededor de un diodo LED.

El entorno de desarrolloComencemos por instalar el entorno de trabajo. En este artculo hemos elegido presentar las herramientas de desarrollo disponibles para el sistema de explotacin Windows de Microsoft. Tambin es posible realizar una instalacin bajo Linux siguiendo el procedimiento des-crito en el CD-ROM. En nuestro caso hemos utilizado Windows XP SP2 sobre un Pentium 4 y Windows 2000 sobre un Pentium 3.Recuperaremos los ficheros necesarios almacenados en el CD-ROM suministrado con nuestro kit: estn dispo-nibles en el directorio de utilidades. En el momento de la insercin del CD-ROM en nuestro ordenador, apare-cer un men en nuestro navegador. Pulsaremos sobre la opcin bautizada con el nombre: Tools required to develop for the EIR (Herramientas requeridas para el desarrollo del EIR).En el caso en que el men no se muestre de forma au-tomtica, pulsaremos dos veces seguidas sobre el nom-bre del fichero index.html localizado en el directorio raz del CD-ROM.

A continuacin, en la seccin de Windows, cargaremos los siguientes programas:

Install AT91-ISP v1.10.exe yagarto-bu-2.18_gcc().exe

El resto no son necesarios para lo que vamos a ver en este artculo.El programa AVR91-ISP permite programar el micropro-cesador, con ncleo del ARM7TDMI, del EIR.


Yagarto es una suite de programas que agrupa el compilador cruzado de C, gcc, para ARM y el entorno de programacin Eclipse.Instalaremos ahora estos programas. Hemos elegido instalarlos en el directorio especfico del proyecto: d:\EIR\software a fin de ilustrar claramente nuestro ejemplo.

El programa embebido Nut/O.S.Pasemos ahora a desplegar los ficheros fuente del pro-grama embebido.Los ficheros necesarios se encuentran tambin en el CD-ROM. Pulsaremos sobre la opcin firmware del men, situada en la parte de arriba, a la izquierda.Es necesario instalar primero el programa Nut/O.S. Cargaremos los ficheros fuente pulsando sobre la op-cin On your Windows PC en la seccin develop-ment (desarrollo). A continuacin, sobre ethernut-4.5.2.exe, en la pgina siguiente. Ejecutad el progra-ma. Nosotros hemos elegido instalarlo en el directorio d:\EIR\ethernut-4.5.2.Al final de la instalacin elegimos la opcin Start Nut/OS Configurator. Vamos a ajustar estos parmetros sobre la marcha.El configurador nos pide elegir un fichero de descripcin de material: seleccionamos el que corresponde al EIR, denominado eir10b.conf.A continuacin, entramos en la pgina de configuracin del men Edition, en Edit>Settings, o pulsamos las teclas [Ctrl+T]. En el botn Build anotaremos el cami-no de los ficheros fuente de Nut/O.S. (en ingls Sour-ce Directory); en nuestro ejemplo se trata del camino d:\EIR\ethernut-4.5.2\nut.Seleccionamos la plataforma arm-gcc y, seguida-mente, configuramos los caminos de los directorios de compilacin y de instalacin de las libreras, denomi-nados respectivamente Build directory e Install di-rectory. El directorio de instalacin debe tener el nom-bre de lib y debe estar incluido en el directorio de compilacin. ste ltimo debe ser un sub-directorio de Nut/O.S. En nuestro caso hemos elegido: d:\EIR\ethernut-4.5.2\nut\build y d:\EIR\ether-nut-4.5.2\nut\build\lib (ver captura de pan-talla de la Figura 4).En la tercera pestaa, denominada Tools (Herra-mientas), es necesario anotar dos caminos separados por un punto y coma (;). El primer camino apunta ha-cia las herramientas de Nut/O.S. d:\EIR\ether-nut-4.5.2\nut\tools\win32, mientras que el segundo lo hace hacia la cadena de compilacin insta-lada con Yagarto, en este caso d:\EIR\software\yagarto\bin.En la cuarta y ltima pestaa, anotaremos el camino del directorio raz que contendr nuestras aplicaciones. En nuestro caso hemos elegido el directorio d:\EIR\ethernut-4.5.2\application (atencin: sobre todo, no elegir el sub-directorio app donde estn los ficheros de Nut/O.S.). Por ltimo, elegiremos el progra-mador arm-jom y validaremos nuestras selecciones pulsando sobre el botn OK.Una vez que hemos finalizado la configuracin, convie-ne compilar las libreras de Nut/O.S. Esta fase nos pue-de llevar algunos minutos y para realizarla pulsaremos sobre la opcin Build Nut/OS del men Build. En caso de error deberemos comprobar nuestra configu-racin. Si todo ha funcionado correctamente, podemos cerrar el programa.

Cocinar con el EIR

Nuestro primer programaPara disponer de nuestro primer programa, debe-mos crear ahora un sub-directorio (dentro del direc-torio application), al que llamaremos blink. En l vamos a descomprimir el contenido del fichero 080199-11.zip, que podemos descargar desde la p-gina de este artculo.Podemos ver que el cdigo fuente es sencillo (casi ex-plcito si hemos ledo el captulo 34, PIO: Parallel Input Output Controller, de la documentacin del AT91SAM-7SE512, que podemos descargar de la pgina web de ATMEL) [2].

Figura 2.El puente para borrar la memoria interna del microprocesador habr que ponerlo entre los terminales 34 y 36 del conector K3.

Figura 3.Aqu se ve aparecer las diferentes operaciones que se estn ejecutando...

Figura 4.Es importante para, toda operacin de configuracin, anotar el camino exacto de los directorios.

tcnica radio internet de elektor


El registro PIOx_PER permite activar cada terminal del puerto x en un controlador PIO y desactivar de hecho la funcin del perifrico interno al que podra estar aso-ciado. Como nuestros lectores pueden ver aqu, he-mos configurado el terminal PA1 como entrada/salida genrica.El registro PIOx_OER permite configurar cada patilla del puerto x como salida. En nuestro caso, hemos con-figurado el terminal PA1 como salida.A continuacin viene el bucle infinito en el que el diodo LED es encendido y apagado de forma suce-siva. Esta accin viene asegurada por dos nuevos registros.El primero de ellos es PIOx_CODR, el cual permite forzar cada terminal del puerto x a nivel lgico 0. En ese caso, se produce una cada de tensin en los extre-mos del diodo LED, el cual se enciende.El siguiente registro es PIOx_SODR, que nos permite forzar cada terminal del puerto x a nivel lgico 1. En este caso ya no hay cada de tensin en los extremos del diodo LED, por lo que se apagar.NutSleep es un temporizador generado por las libre-ras de Nut/O.S. al que debemos proporcionarle un va-lor de su duracin, en milisegundos. Este temporizador viene definido en el fichero sys/timer.h.Vamos a trabajar ahora con el intrprete de comandos de Windows para poder compilar este cdigo fuente. Antes de continuar recomendamos a nuestros lectores que lean el apartado de texto correspondiente denomi-

nado PATH.As pues, abriremos el intrprete de comandos cmd.exe e iremos al directorio donde est localizada nuestra aplicacin. Si todos hemos puesto lo mismo que hemos ido indicando sera: cd d:\EIR\ethernut-4.5.2\application\blinkPosteriormente, basta con escribir el comando make clean para eliminar las compilaciones precedentes y, seguidamente, escribir el comando make para cons-truir el fichero binario de nuestro ejercicio. Si todo se ha desarrollado correctamente, veremos aparecer el fi-chero blink.bin.

Un poco de hardwareCon la ayuda de un conector hembra, conectaremos la resistencia y el diodo LED en el puerto A, siguiendo el esquema de la Figura 1.

Programacin del fichero binario en el microprocesador

Ahora es el momento de utilizar la herramienta SAM-BA para programar el microprocesador.Conectar el cable USB entre el EIR y nuestro ordenador. Antes de nada es necesario borrar la memoria Flash del microprocesador y volverlo a arrancar para que entre en el modo de programacin por USB, para poder as cargar el programa adecuado sobre su memoria ROM. Para ello, conectaremos el puente suministrado entre los terminales 34 y 36 del conector K3 (delante del nombre Era escrito en la serigrafa de la placa, ver Figura 2). A continuacin, pulsamos sobre el botn reset. Hecho esto, quitamos el puente de mencionado.En ese momento, Windows debera descubrir e instalar un nuevo perifrico. Si AVR91-ISP ha sido instalado correctamente, la instalacin de este nuevo perifrico debera ser automtica.En el siguiente paso, ejecutamos al programa SAM-BA y elegimos la opcin \usb\ARM0 como medio de co-nexin y el microcontrolador AT91SAM7SE512-EK como dispositivo destino. A continuacin, pulsamos sobre el botn Connect.Verificaremos que se muestra la pestaa Flash y selec-cionamos el fichero que vamos a programar pulsando sobre el icono Open de la lnea Send File Name. Ahora buscamos y seleccionamos nuestro fichero bi-nario blink.bin. Hecho esto, pulsamos sobre Send

File. Una vez que esta operacin ha finalizado, el pro-grama nos pregunta si queremos bloquear algunas re-giones de memoria, a lo que responderemos No. Para estar seguros de que todo est bien, podremos verificar el contenido de la memoria pulsando sobre la opcin Compare send file with memory.Importante: ahora debemos ejecutar el fichero script Boot from Flash (GPNVM2), seleccionndolo de la lista correspondiente y pulsando sobre el botn Exe-cute. Ya podemos cerrar la aplicacin. Ahora pul-saremos sobre el botn reset del EIR: el diodo LED debe parpadear.

Un segundo ejemploTambin hemos proporcionado el fichero 080199-12.zip (descarga gratuita de la pgina web www.elektor.es/EIR), que contiene otro ejemplo que permite ha-

El cdigo fuente y los programasLas informaciones publicadas aqu estn basadas en el uso de ficheros fuente y de programas contenidos en el CD-ROM del kit.

Bajo Windows, debemos estar pendientes y vigilar que el compilador y las utilidades ejecutadas por el intrprete de comandos sean las de la aplicacin Yagarto. Para reducir el riesgo de confusin tras la instalacin de mltiples cadenas de compilacin, deberemos siempre precisar los caminos exactos de acceso a los ficheros ejecutables de las herra-mientas y, en las fases de configuracin, colocarlos dentro de comillas. Ejemplo: c:\program files\yagarto\bin.

Configuracin del PATHAconsejamos a nuestros lectores crear un fichero de tratamiento por lotes (fichero batch) que deber contener el comando de la actualizacin de nuestro PATH (variable de entorno), a fin de que Windows vaya all a buscar las utilidades de Nut/O.S. y Yagarto.Es necesario almacenar este fichero script en la lista de cami-nos por defecto PATH; por ejemplo, llamarle seteirenv.bat.En nuestro ejemplo, el fichero contender la lnea set PATH=d:\EIR\ethernut-4.5.2\nut\tools\win32;d:\EIR\software\yagarto\bin;%PATH%.

Deberemos ejecutarlo antes de llamar a las utilidades de Nut/O.S. o de Yagarto.

cer brillar el diodo LED gracias al perifrico PWM del microprocesador.Si nuestros lectores se fijan, podrn ver que el archivo contiene dos directorios en su raz. En efecto, la versin de Nut/O.S. suministrada con el CD-ROM no contiene la descripcin del perifrico PWM para el AT91SAM-7SE. As pues, es necesario actualizar el rbol fuente y extraer los ficheros at91_pwmc.h y at91sam7se.h ubicados en el directorio d:\EIR\ethernut-4.5.2\nut\include\arch\arm (el segundo fichero ya exis-te, por lo que es necesario sobre-escribirlo).A continuacin, creamos un sub-directorio llamado pul-se, dentro de nuestro directorio application, donde descomprimiremos el cdigo fuente correspondiente.El procedimiento para compilar y volver a programar el microprocesador no ha cambiado, basta con seguir los pasos descritos anteriormente.El cdigo fuente describe una aplicacin sencilla del mdulo PWM del microprocesador. Para una mayor in-formacin recomendamos a nuestros lectores leer los captulos 34 y 37 (Pulse Width Modulation Controller) de la documentacin del microprocesador.

Volver sobre el firmware de base: la radioEn el directorio firmware del CD-ROM encontrare-mos el archivo webradio-1.2.1.zip. Debemos des-comprimirlo en nuestro directorio de aplicacin, compi-

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larlo de nuevo y programarlo sobre el EIR con el fichero binario generado, llamado webradio.bin y que nos permitir escuchar la radio.No debemos utilizar la versin 1.2.0 del programa, ya que no permite realizar la compilacin.Os deseamos una agradable fase de desarrollo. Y, si al-guno de nuestros lectores realiza y desarrolla una apli-cacin interesante, no debe dudar en comunicrnoslo para poder compartirlo con todos nuestros lectores.

Material necesario kit EIR cable USB tipo A macho tipo B macho alimentacin estabilizada de 12 V LED rojo resistencia de 180 barra de conector hembra de 2 x 20 pines para los conectores headers.

(080199-I)

Bibliografa y enlaces en internet[1] www.ethernut.de/ [2] www.atmel.com

prctica medicin


Medidor RLC de 2 Medicin de la impedancia con la

tarjera de sonido

Por Martin Klaper y Heinz Mathis

Se puede construir con menos de 2 un puente de medicin RLC? Nuestros autores opinan rotundamente s y, lo que es ms, pueden probarlo! Aqu presentamos un circuito pequeo y compacto con el que es posible realizar mediciones RLC de forma rpida y muy econmica.

Desde hace muchos aos, estos dos autores utilizan un puente de medicin PLC Marconi en el que el instrumento de aguja se ha de ajustar a cero con ayu-da de dos reguladores. Despus, en los ajustes de ambos reguladores se puede leer el valor de R, L o C. Adems, tam-bin se puede leer el factor de prdidas Tan y la calidad Q. Sin embargo, no todos los ingenieros electrnicos cuentan en su casa con este tipo de puentes de medicin o con un medidor RLC caro, pero s con un or-denador y una tarjeta de sonido. Y con estos instrumentos se puede medir per-fectamente muchas cosas, tal y como ya ha demostrado uno de los autores en un interesante proyecto Elektor [2]. En esa

ocasin, se grab un ECG con la ayuda de una tarjeta de sonido y de ah surgi la idea de utilizar tambin la tarjeta de sonido para medir impedancias. En principio debera funcionar: Con las entradas de una tarjeta de sonido est-reo se puede medir una tensin en dos canales. La corriente podra fijarse en una resistencia que se conectara en se-rie con la pieza de ensayo (R, L o C). Si conectamos una tensin alterna a un componente bajo prueba y medimos la corriente a travs de dicho componente, en principio debera ser posible determi-nar su impedancia (compleja). Para la excitacin del componente bajo prueba se podra utilizar una salida de la tarjeta de sonido. Podramos implementar una

solucin de medicin de este tipo en un PC? Tras un tiempo de meditacin y cier-tos trabajos de soldadura y programa-cin, la respuesta para nuestros lectores es claramente un S. Podemos utilizar prcticamente cualquier PC, incluso si se trata de un anticuado ordenador a 500 MHz. Ni siquiera tene-mos que abrirlo, ya que a las conexiones de la tarjeta de sonido podemos acce-der desde el exterior. Naturalmente, no podemos garantizar que esto funcione en todos los ordenadores. No obstante, hasta ahora ya ha funcionado correcta-mente en diferentes PC y porttiles con Windows XP y Windows Vista. Por otro lado, no se necesita mucho ms: construir el pequeo circuito descrito en


este artculo, conectarlo a la tarjeta de sonido y arrancar el programa. Todo el hardware est compuesto por dos resistencias y un amplificador ope-racional doble y el precio final es in-ferior a 2 ! ste puede montarse sin problemas sobre una placa de circuitos experimental. Y, adems, nuestro puente de medicin de bajo coste puede me-dir bobinas, condensadores y resisten-cias con una precisin asombrosa, algo que los autores han comprobado con un medidor RLC de laboratorio muy caro a travs de muchas mediciones.

Impedancia Impedancia (del lat. impedire = impe-dir, inhibir) es, bsicamente, la oposicin al flujo de corriente. Esta variable com-pleja tiene una parte real y una parte imaginaria. En el caso de las resistencias hmicas, la parte imaginaria es minscu-la (a menos que se trata de resistencias bobinados). Las bobinas y condensado-res ideales slo tienen un valor imagina-rio. Las bobinas y condensadores reales cuentan tambin, junto con su parte ima-ginaria (que esperamos sea dominante), una parte real que representa las prdi-das, es decir la diferencia con respecto a los ideales. Para este proyecto hemos concebido el componente real como una conexin en serie de un elemento acepta-do como ideal y una resistencia hmica, teniendo en cuenta que sta ltima repre-senta las prdidas. Con una determinada frecuencia, la impedancia puede repre-sentarse en eje de coordenadas polares o un eje de coordenadas cartesianas.

Z = |Z| = R + jX |Z| = (R2 + X2) y = arctan (X/R)

Z es la impedancia (compleja) en oh-mios, |Z| es el valor de Z, es el n-gulo de Z, R es la parte real y jX la par-te imaginaria de Z (vanse tambin las frmulas de los cuadros). A continuacin os presentaremos dos principios de medicin diferentes que (partiendo del mismo artculo de Elektor mencionado anteriormente) han surgido de forma independiente uno de otro. El principio de medicin I es un combina-dor lineal adaptable con el mtodo del error cuadrtico ms pequeo (medicin con frecuencia constante; medicin de la posicin de fase y de las prdidas). Pero vayamos por partes.

Principio de medicin I Uno de los dos canales de salida de la tarjeta de sonido emite al potencimetro

de la resistencia de referencia Rref y al componente de ensayo Zx una seal sin-usolidal (ilustracin 1). El segundo ca-nal de salida de la tarjeta de sonido no se utiliza. En una versin ampliada ste se podra utilizar para conmutar el ran-go de medicin (en el modelo actual, el rango de medicin se cambia manual-mente). Ambos canales de entrada mi-den ambas tensiones en el potencime-tro. De esta manera es posible medir en todo momento la relacin entre ambas tensiones. Aunque en principio es posi-ble situar la tensin en Rref en relacin con el nivel de la tensin que se fija con el programa para la excitacin del com-ponente de ensayo, en la realidad todas las tarjetas de sonido presentan laten-cias, lo que no es otra cosa que el hecho de que la tensin de salida aparezca con retraso en la salida (vase nuestra prueba de tarjetas de sonido publicada en este mismo nmero). Gracias al uso de dos entradas de la tarjeta de sonido

podemos eludir este problema de forma elegante. R1 sirve como potencial de referencia para la salida. Ambos amplificadores operaciones con una amplificacin 1 sirven como buffer con una impedancia alta a la entrada y baja a la salida. La tensin sinusoidal Ur (Line Out) aplicada al circuito de medicin se mide en el ca-nal derecho. La tensin en descenso en el componente Zx desconocido se mide a travs del canal izquierdo. Como am-plificador operacional utilizaremos un LM358 (ilustracin 2), aunque cual-quier otro similar podra funcionar. El operacional se alimenta con pilas de 3 V. Hemos seleccionado consciente-mente una tensin de alimentacin baja con el objetivo de proteger la entrada de la tarjeta de sonido en caso de que algo falle. La precisin de la medicin depende de la resistencia de referencia Rref. Por este motivo, resulta importante conocer con exactitud este valor. Para conmutar el rango de medicin es necesario cambiar Rref. Para obtener resultados lo ms pre-cisos posible, la resistencia de referencia debe ser lo ms similar posible a los va-lores del componente que se desea me-dir. Para que el manejo resulte an ms cmodo, ms adelante se podra idear un dispositivo automtico de conmuta-cin del rango de medicin (controlado a travs de la lnea de salida de la tar-jeta que an permanece libre).

Concepto Para la determinacin de los valores ca-ractersticos de los componentes que se desean mediar (R, L o C) resulta fun-damental la relacin entre las cadas de tensin a travs de la resistencia de referencia y el componente de ensayo (amplitud y fase). La seal Ur (salida de la tarjeta) activa la conexin en se-rie de la resistencia de referencia y la pieza de ensayo. En la pieza de ensayo cae una tensin cuyo valor y situacin de fase depende de las variables R, L o C del componente que queremos me-dir. Nuestra primera propuesta funciona as: la tensin de activacin Ur (se mide con una frecuencia constante de, p. ej., 1.250 Hz) se aplica a un combinador lineal adaptable basado en software. ste cuenta con dos reguladores w0 y w1. Nuestro programa prueba con ellos durante el tiempo que sea necesa-rio hasta que a la salida del combinador se genera una tensin que en trminos de valor y situacin de fase corresponde, lo ms exactamente posible, a la tensin aplicada al componente a medir. En este caso, la expresin lo ms exactamen-

Ilustracin 1. Esquema modular del procedimiento de medicin I.

R1

A1

A2

Rref

Zx

Ux

UrLnea de Salida(R)

Lnea deentrada (D)

Lnea deentrada (I)

080055 - 11

UrmTarjetade sonido

Ilustracin 2. El hardware para el procedimiento de medicin I consiste en un operacional doble y dos resistencias.

2

31 IC1.A

6

57 IC1.B

R2

1k

Zx

R1

10k

R

jX

080055 - 12

8

4

+3V

3V

IC1

Lnea de salidaD

D

Lnea de entrada

Lnea de entradaI

IC1 = LM358

Ux

Ur(t)

Ux(t)

prctica medicin


te posible significa que la suma de los errores cuadrticos es mnima. A partir de los coeficientes de w0 y w1 se pue-de calcular la impedancia compleja del componente y, por tanto, los valores R, L o C. Todo esto funciona, por lo tanto, como en nuestro viejo conocido puente de me-dicin de Marconi, slo que las pruebas en los reguladores las lleva a cabo un programa.

Algoritmo Utilizaremos el denominado algoritmo LMS (Least Mean Square) (mtodo del cuadrado ms pequeo) que se ejecu-tar muchas veces una detrs de otra. El LMS modifica los pesos de los coefi-cientes de w0 y w1 en cada paso y, se-gn estos, se calculan las partes reales e imaginarias de la seal, as como el error resultante. En su bsqueda del error mnimo, el LMS trabaja como un esquiador que quiere llegar a la base

w0, w1 de tal manera, que obtenemos la seal Ux deseada. Ux es la seal a la que nos debemos acercar, e[n] es el error.

La impedancia buscada es: Z = Rrefw0 + jRrefw1

Software Un programa en Java es el encargado de emitir la seal sinusoidal, leer los datos en la entrada Line In y calcular las variables buscadas. La pantalla de control ofrece, junto con una representacin de los valores medi-dos, una indicacin de las tensiones en descenso a travs de la resistencia de referencia Rref y la impedancia Zx bus-cada. El algoritmo LMS utilizado se pue-de sustituir por otros algoritmos (selec-cin a travs de la pestaa de registro Settings). El algoritmo debe derivarse de la clase Alg e implementar el mto-do determine() (vase la ilustracin 4). De esta manera, podemos compa-rar diferentes procedimientos de medi-cin. A continuacin se describe un se-gundo procedimiento de medicin que funciona con una frecuencia variable. En este caso, tambin sera posible poner en prctica el clsico mtodo de los tres voltmetros. La arquitectura del software aparece re-presentada en la ilustracin 5.

Tarjeta de sonido La tarjeta de sonido modula la seal 44.100 veces por segundo. La excita-cin se lleva a cabo, opcionalmente, con 1000 Hz, 1250 Hz o 2200 Hz. La tarjeta de sonido debe contar con una salida estreo (Atencin!: algunos porttiles slo cuentan con un canal de salida). Se han de tener en cuenta dos puntos: Si Ur es demasiado fuerte, se producirn distorsiones. Aunque la variable Ur no se incluya en la medicin, no deben existir

de la montaa lo ms rpido posible (es decir al punto ms bajo). ste corrige siempre el sentido de su marcha con el objetivo en mente de recorrer la trayec-toria ms rpida de todas las posibles. Tan pronto como el error e[n] baja por debajo de un determinado mnimo, se interrumpe la ejecucin del algoritmo. En ese momento, los coeficientes se con-sideran fijados. Con su ayuda ahora po-demos calcular directamente las varia-bles que buscamos.

Circuito De la ilustracin 1 se deduce: Ux = IRref Zx = Urm / Rref Zx Siendo Urm = Ur - Ux Con Urm = A sin(t) y Ux = A sin(t + ) Ux = w0A sin(t) +w1A cos(t)

La ilustracin 3 muestra el combina-dor lineal adaptable: Ur (Line Out) se modifica con ayuda de los reguladores

Ilustracin 3. Esquema funcional del procedimiento de medicin I.

AD

Rref

Zx

"seal deseada"

Combinadorlineal adaptable

AlgoritmoLMS

Ur[n]Ur(t)

Ux(t)

Hn[Z]Z-N/2

AD

Ux[n] x[n]

y[n]

080055 - 13

e[n] = x[n] - y[n]

w0[n] w1[n]

Z-N/2

Ilustracin 4: Derivacin de un nuevo algoritmo.

Alg{abstract}

NewAlg

determine()

determine()080055 - 14

Ilustracin 5. Esquema de conjunto del software.

Salida de lnea Interfazde usuario

(GUI)

Software System

Procesamientodigital

de seales(DSP)

Entrada de lnea

080055 - 15

Generador deseales


distorsiones. Los amplificadores de en-trada de la tarjeta de sonido pueden so-breexcitarse, lo que tambin tiene como resultado la aparicin de distorsiones. Para comprobar si la forma de la curva presenta distorsiones, el programa pue-de representar las curvas de la tensin. El ajuste de nivel puede realizarse a tra-vs de los ajustes del mezclador del PC que lo controla. Aquellos que quieran ser an ms precisos, tambin pueden acoplar un osciloscopio o incluso un analizador de espectro de sonido para medir las distorsiones. Adems, tambin resulta importante ajustar a la perfec-cin el valor del parmetro balance entre izquierda-derecha. Dicho sea de paso, en el osciloscopio del software se puede observar claramente la referencia temporal de la tensin y la corriente a una capacidad o una inductancia.

Instalacin y funcionamiento El software de medicin RLC se puede descargar desde la el sitio web de Ele-ktor [5] (adems se necesita tambin el entorno de funcionamiento Java [3]). Ahora slo queda descomprimir y arran-car el software. El programa de Java se compone de tres partes (rlc.jar, swt.jar y swt-win32-3236.dll) que se almacena-rn en la misma carpeta. El programa se iniciar haciendo doble clic en el ar-chivo rlc.jar. La ilustracin 6 muestra la pantalla del programa. Haciendo clic en el icono co-rrespondiente se puede elegir entre el

modo de medicin simple y el modo ex-perto. En el modo simple el resultado de la medicin se muestra a gran tamao, de forma que ste resulte legible desde una buena distancia. Adems, tambin

se muestra grficamente el esquema equivalente de serie. En el caso de las resistencias, la indi-cacin del valor hmico se realiza me-diante anillos de Newton. Se puede ele-

Ilustracin 6: ste es el aspecto del software en pantalla.

Los autoresMartin Klaper obtuvo su ttulo de Ingeniero Electrnico por la ETH en el ao 1977. Posteriormente, dedic 20 aos al mundo del desarrollo en la empresa Crypto AG. De 2000 a 2005 fue docente de informtica y telecomunicaciones en la Escuela Tcnica Superior de Solothurn. En la actualidad imparte clases de informtica en la Escuela Tcnica Superior Lucerna - Tcnica y Arquitectura en Horn (Lucerna). Adems, el autor

es un radioaficionado activo con el indicati-vo de llamada HB9ARK y se interesa, sobre todo, por los conceptos de la Software Defi-ned Radio.

Heinz Mathis obtuvo su ttulo de Ingeniero Electrnico por la ETH en el ao 1993. Tras varios aos en el sector privado como inge-niero de desarrollo en diferentes empresas suizas e inglesas, en el ao 1997 regres a la ETH de Zrich en calidad de Ayudante de Investigacin. En el ao 2001, se doctor en el mbito del procesamiento de seales y, posteriormente, estuvo trabajando para la empresa u-blox AG en el desarrollo de recep-tores GPS. Desde 2002, Heinz Mathis imparte clases de comunicacin mvil en la Escuela Tcnica Superior de Rapperswil. Sus princi-pales intereses se centran en la tecnologa de alta frecuencia y en el procesamiento digital de seales y su aplicacin en los mbitos de telefona mvil y GPS.

prctica medicin


intercambiar la entrada y la salida de la tarjeta de sonido. Adems, este prin-cipio de medicin tambin acepta en-tradas mono de las tarjetas de sonido. El aprovechamiento de ambos canales estreo a la entrada y a la salida eli-mina un poco de ruido. Entremos pues una pequea red de resistencias segn muestra la ilustracin 7. Rin es la resistencia de entrada de la tarjeta de sonido recogida en la ficha tcnica. La deduccin de los valores de impedancia medidos se describe con detalle en un pequeo documento que podris descargaros desde el sitio web de Elektor. La nica funcin del software del oh-mmetro es la medir la intensidad de la seal a la entrada de la tarjeta de so-nido. Esto lo hace emitiendo varios to-nos acsticos. Mientras que en el caso de una carga puramente hmica no existe ninguna dependencia de la fre-cuencia, en el caso de una carga induc-tiva o capacitiva se registra un valor que aumenta o disminuye en funcin de la frecuencia. Con ayuda del mtodo del error cua-drtico mnimo (para todas las frecuen-cias disponibles), el software asume un valor adecuado para cada una de las tres variables R, L o C. Adems, tam-bin se calculan los residuos resultantes de este proceso (es decir, las distancias normalizadas entre la teora y la medi-cin). Los valores que llevan a los resi-duos ms pequeos son nuestro resul-tado y se muestran junto con la unidad correspondiente.

(080055)

Literatura y enlaces web[1] Autores: Grnigen, Daniel Ch., Digitale Signalverarbeitung, Carl Hanser Verlag, Mn-chen, 2004

[2] Martin Klaper, EKG con tarjeta de soni-do, Elektor 10/2006 www.elektor.es/040479

[3] Java Compiler und Entwicklungsumge-bung (JRE, JDK): Java Runtime Environment (JRE) versin actual 5.0 (necesario para la ejecucin del pro-grama) y J2SE Development Kit (JDK), versin actual 5.0 (necesaria para modificar y tradu-cir el programa) http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp

[4] Diversos temas DSP www.dspguru.com www.musicdsp.org/archive.php?classid=0

[5] Descarga del software www.elektor.es/080055

gir entre una medicin individual y una medicin continuada. La medicin con-tinuada es especialmente recomenda-ble para trabajos de ajuste, por ejemplo de una bobina. En el modo experto se muestra la forma de la seal utilizada para la valoracin de la medicin y para el ajuste del nivel. Se pueden seleccionar tres frecuencias de medicin diferentes. Adems, se muestran valores interesan-tes del algoritmo LMS. En la opcin de men Settings podemos elegir entre diferentes tipos de tarjetas de sonido. De la misma manera, tambin podemos elegir entre diferentes procedimientos de medicin (si estn implementados) y compararlos entre s. Tal y como ya hemos mencionado, el conocimiento exacto de la resistencia de referencia Rref es importante, dado que su precisin afecta a la medicin. Intentaremos conseguir, al menos, una tolerencia del 1%. Si tenemos la posibi-lidad de medir el parmetro Rref en un puente de medida de precisin debera-mos hacerlo. Adems, tambin resulta importante que Rref sea una resistencia de capa metlica y no una bobinado (y, por lo tanto, inductiva). Es posible reali-zar mediciones exactas de la reactancia que oscilarn entre 0,01 y 100 x Rref. Por este motivo, existe la necesidad de que Rref sea conectable o conmutable.

Principio de medicin II Una solucin ms sencilla an con la que podemos medir una resistencia Z con ayuda de una tarjeta de sonido es una sencilla resistencia adicional R jun-to con la que la resistencia que quere-mos medir conformar un potencime-tro. Si montamos una red en T simtrica tendremos la ventaja de que podremos

Cambio de fase :

Determinacin del tipo:

= 0: Resistencia hmica

< 0: Condensador

> 0: Bobina

Impedancia Z:

Parete real (R) e imaginaria (XL o XC):

Resistencia: R = Z

Bobina:

Condensador:

arctan

1

0

Z R Rref ref ( ) ( ) 02

12

L

Z

JR

R Z cos( )K

X ZL sin( )K

LX

fL=

2

Cf Z

=

12

Ilustracin 7. El hardware para el procedimiento de medicin II consiste en cuatro resistencias.

Uout,LUin,R

Uout,R Rin Rin

R10k

R10k

R10k

R10k

Z

0800555 - 17

Tarjeta de sonido

!*3*4&;.5&342";70"2";-=3;*.'/2-"$*?.;)440777-*+2/&$/-

3()137A 1-2-1-=%629)7863A8-)143A()7()

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prctica microcontrolador


rdenesinvisibles Mega88 lee seales de infrarrojos Por Udo Jr y Wolfgang Rudolph

Despus de que en la ltima entrega del proyecto ATM18 conectramos una pantalla LCD a la placa de pruebas y el controlador pueda ahora darse a conocer al mundo, esta vez nos ocuparemos de un mando a distancia como los que todos tenemos en casa. Utilizaremos un modelo con cdigo RC-5 y nuestra intencin es visualizar la informacin transmitida en la pantalla LCD.

Nuestro proyecto ATM-18 ser, en este caso, un dispositivo de anlisis para la representacin de la informacin trans-mitida a travs del mando a distancia de infrarrojos, informacin que resulta invisible a nuestros ojos y cuya sucesin nos resultara demasiado rpida como

para poder reconocer un patrn. A pe-sar de todo, es posible reconocer algo. Si colocamos un mando a distancia de-lante de una cmara digital podremos ver los destellos del LED de comunica-cin de infrarrojos en el monitor, dado que muchas de estas cmaras cuentan

con sensores de imagen sensibles a los rayos infrarrojos. Con un fotodiodo y un osciloscopio pode-mos analizar el telegrama de impulsos completo (ilustracin 1). En la aplica-cin real el fotodiodo ser sustituido por un receptor de infrarrojos integrado.


Receptor de infrarrojos En este caso, nos hemos decantado por el receptor de infrarrojos TSOP1736 de la empresa Vishay Semiconductors (anti-gua Vishay Telefunken) (ilustracin 2). Tal y como podemos apreciar en el es-quema de conjunto (ilustracin 3), este componente contiene un fotodiodo, cuya seal en un primer momento se ampla, a continuacin se filtra y, por ltimo, se demodula. La salida entrega, por tan-to, impulsos rectangulares, tal y como muestra la ilustracin 1. Existen varios modelos del componente TSOP que se diferencian nicamente en la frecuen-cia central del filtro de banda integrado. Nosotros utilizaremos la versin de 36 kHz, dado que la mayora de los man-dos a distancia funcionan en esta fre-cuencia. Tambin existen versiones para otras frecuencias y que oscilan entre los 30 y los 40 kHz. La frecuencia correcta no es un factor crtico, ya que el filtro de paso de banda es relativamente ancho. El receptor funciona tambin con la fre-cuencia errnea, aunque en ese caso la sensibilidad es algo menor. El componente TSOP puede conectarse directamente a la tensin de funciona-miento y al pin del puerto correspon-diente del mdulo ATM18. Utilizaremos el pin del puerto PB0. Directamente en el GND y Vs del componente se ha co-locado un filtro de paso bajo con 100 y 100 nF para garantizar una tensin de suministro limpia. La ilustracin 4 muestra estas conexiones. Resulta til fabricar un cable flexible con tres conductores, con rojo/azul o rojo/negro para la alimentacin de corrien-te y uno con un color diferente para la seal (ilustracin 5). En el extremo se soldar un conector macho de dos pi-nes. ste se puede conectar directamen-te a la placa de pruebas en K4 (alimen-tacin de corriente externa de 5 V). Pero, atencin!: la masa se encuentra en el borde de la placa!

En el sensor de infrarrojos TSOP1736 el pin con la mxima distancia con res-pecto a los otros pines es la salida de la seal (Vo, pin 3). En el medio se co-nectar el polo positivo de la tensin de alimentacin (Vs, pin 2) y fuera, es decir en frente del pin de la seal, la masa (GND, pin 1) (vase la ilustracin 2). Incluso el cable de seal debera poder conectarse en el lateral de la placa.

Seales Muchos mandos a distancia por infrarro-jos para aparatos de televisin, grabado-res de vdeo y otros aparatos de electrni-ca de entretenimiento funcionan de con-formidad con el estndar RC5 definido por Philips. En este sentido, se utiliza una seal de luz infrarroja modulada con una frecuencia que oscila entre los 30 kHz y aprox. 50 kHz. El mando a distancia en-va rfagas de sincronizacin cromtica, es decir, paquetes de impulsos, con una

longitud de 0,888 ms o 1,776 ms. En el caso de una frecuencia de modulacin de 36 kHz, una rfaga corta contiene 32 impulsos individuales, un largo 64. El paquete de datos completo tiene una duracin de aproximadamente 25 ms y se repite cada 100 ms, siempre que se mantenga pulsado el botn. El protocolo utiliza una sea bifsica. Un bit tiene una longitud de 1,776 ms. La mitad de este tiempo est activo y la otra mitad inactivo. Cuando el impulso de 36 kHz se registra en la primera mi-tad, esto significa un 0 lgico. Un 1 l-gico se representa mediante un impulso registrado en la segunda mitad. La se-al se emite con una secuencia de inicio siempre igual. A continuacin, le siguen tres campos de datos. La ilustracin 6 muestra la seal recibida de un mando a distancia en la salida del TSOP1736:

El bit de control (Ctl) cambia con cada pulsacin del botn entre 0 y 1. De

Ilustracin 1. Oscilograma de una seal RC5.

GND VS OUT

Ilustracin 2. Modelo constructivo y configuracin de conexiones del TSOP1736.

PIN

Entrada

AGC

Circuitode control

Pasobanda

Desmodu-lador

80 k

1

071149 - 14

2

3

VS

OUT

GND

Ilustracin 3. Esquema modular del receptor de infrarrojos.

prctica microcontrolador


esta manera, el receptor puede dife-renciar si el botn se ha pulsado una vez durante mucho tiempo o varias veces durante poco tiempo.

La direccin del aparato (Adr) contie-ne 4 bits, transmitindose primero los bits con un valor ms alto. Las direc-ciones habituales son 0 para el televi-sor y 5 para el grabador de vdeo. De este modo se pueden utilizar mltiples mandos a distancia dentro de la mis-ma habitacin.

El campo de datos (Dat) contiene 6 bits para hasta 64 botones diferentes. Los botones del 0 al 9 generan cdi-gos del 0 al 9. En este caso tambin se envan los bits con un valor ms elevado los primeros.

Los mandos por infrarrojos pueden su-frir interferencias producidas por otras fuentes de luz. Las fuentes de interferen-

an no sean muy diestros en C, podris trabajar, de forma alternativa, con el pro-grama BASCOM que analizaremos en la siguiente seccin. Tambin es suficiente si, de momento, os descargis el archi-vo .hex para probar la aplicacin con l. Realice las siguientes conexiones:

LED 1a 6 a PC0 a PC5. Ampliacin de la LCD (opcional),

tal y como se describe en el ltimo nmero.

Interfaz en serie (opcional) a travs del cable del convertidor FTDI-USB-Serie o el convertidor de nivel.

Tras un arranque o un reinicio, el pro-grama hace que los LED parpadeen tres veces y, tras este hola! digital, queda a la espera de una orden del mando a distancia RC-5. Los botones 1 a 6 son reconocidos y encienden y apagan los correspondientes LED. Con el botn 0 se desconectarn todas las salidas. A las correspondientes salidas se pueden co-nectar seis dispositivos externos. Las sa-lidas en colector abierto del ULN2003 soportan un mximo de 500 mA y una tensin mxima de 50 V.

Si se conecta una LCD o una interfaz en serie, recibiremos, sin ningn tipo de censura, toda la informacin enviada por el mando a distancia. Con un pro-grama terminal recibimos, por ejemplo, lo siguiente:

Bits: 0,1111100000000001, Ctrl:1, Addr: 0, Cmd: 1, Err:0

La direccin del aparato era 0 (TV) y se puls el botn 1. De esta manera po-demos probar si un mando a distancia existente utiliza en realidad el cdigo RC5 y a la direccin de qu aparato lo enva. As tenemos, al mismo tiempo, un aparato de prueba RC5 mltiple. El texto fuente muestra cmo se puede realizar. El Timer1 de 16 bits del ATme-ga88 se utiliza para descodificar los da-tos procedentes del mdulo de infrarro-jos. Los impulsos que se reciben en el pin PB0 generan con cada flanco ascen-dente o descendente un Input Captu-re Interrupt y el valor momentneo del Timer1 se almacena temporalmente en el Input Capture Register (ICR1). Se evala la duracin de la seal y las in-terferencias en la seal se detectan me-diante la comprobacin de los valores mnimo y mximo de la tolerancia de la seal. La tolerancia de la seal se pue-de configurar en application.h. Cada Input Capture Interrupt inicia un reco-nocimiento del tiempo lmite (timeout)

cias tpicas son los tubos fluorescentes que emiten interferencias en forma de impulsos. El software RC5 comprueba, por lo tanto, la correcta evolucin de la secuencia de inicio de una seal recibi-da. En caso de que una seal difiera de la secuencia de impulsos esperada, sta debe ser un impulso parsito.

Ejemplo de aplicacin en CodeVisionAVR En la pgina de inicio de Elektor podris encontrar un ejemplo de aplicacin aca-bado para CodeVisionAVR. Desde la di-reccin www.elektor.es tambin podris descargaros una versin gratuita Ele-ktor/CC del compilador en C especial-mente concebida para nuestra serie de artculos sobre AVR, de forma que todos podris estudiaros a fondo el cdigo y desarrollar ampliaciones. Aquellos que

100n PB0/ICP

OUTGND

VS

071149 - 12

TSOP1736

100

Ilustracin 4: Las uniones para la conexin del receptor de infrarrojos.

Ilustracin 5. TSOP con filtro RC (resistencia y condensador) y cables de conexin.

1

Start Ctl Address Data

0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1

Ilustracin 6. Una seal de ejemplo de RC5 con direccin 5 y botn 7.


mediante un Output Compare Interrupt. Una vez transcurrido el tiempo mximo aqu fijado (5 * RC3_DOUBLE_TIME), se genera un Output Compare Interrupt y se co-loca el indicador rc5_ready. Aho-ra, con la funcin rc5_decode( ) se calcula el nmero de bits recibidos y se comprueba la sincronizacin de la seal. Si se detectan muy pocos o demasiados bits o cuando la sin-cronizacin es errnea, se coloca el indicador rc5_error. Ambos indi-cadores pueden utilizarse para se-guir controlando el programa. Los datos recibidos con indicador de error aparecen en la pantalla LCD. Esto debe servir como ayuda para comprender el programa y permitir adaptar las rutinas a las perspecti-vas del usuario.

Programa de ejemplo en BASCOM-AVR En BASCOM, la recepcin de las seales RC-5 resulta muy sencilla, ya para ello existen rdenes ya fijadas. El Listado 1 muestra una pequea aplicacin. Aqu, los datos recibidos en la entrada PB0 son trasladados a la salida del puerto C. Con la misma configura-cin de conexiones que en ejemplo en C, en los LED podemos ver di-rectamente el patrn de bits de los comandos enviados. El requisito es que para la direccin de aparato se utilice el 0, es decir, que el mando a distancia corresponda a un televisor. Con el programa es posible mane-jar de forma sencilla tres o cuatro dispositivos que se podrn controlar a distancia con ayuda de los boto-nes numerados. 0 = todos apaga-dos, 1 = slo el primer aparato en-cendido, 2 = slo el segundo apa-rato encendido, 3 = aparatos 1 y 2 encendidos, etc. La orden decisiva en el Listado 1 es GETRC5 (direccin, coman-

do). Sin embargo, antes se ha de usar CONFIG RC5, indicando el pin de en-trada deseado (en este caso, PB0). Re-sulta necesario declarar las variables de bits address (direccin) y command

(comando). Adems, se ha de ge-nerar una interrupcin. La recepcin RC5 trabaja, controlada por las ruti-nas de interrupcin, en un segundo plano y utiliza el Timer 0 (tempori-zador 0). Cada llamada de GETRC5 aporta los ltimos datos recibidos. Sin una seal de recepcin vlida obtenemos la direccin = 255 y el comando = 255. El hecho de si se ha recibo algo se puede ver en la direccin. Una consulta If a la direccin = 0 slo permite el paso de datos recibidos sin fallos y cuyas direcciones contengan un 0 (TV). Si el mando a distancia es de un grabador de vdeo, se ha de con-sultar la direccin = 5. Tan pronto como aparezca la direccin desea-da, tambin sern vlidos los datos del comando. En el bit 7 obtendre-mos el bit toggle que aparece en el extracto mostrado en el ejemplo. Los otros siete bits se emiten a tra-vs del puerto C.

El programa BASCOM utiliza la rutina del Application Note AVR410 que po-dris encontrar en la pgina web de ATMEL y que permite realizar la recep-cin RC5 con un ensamblador. En un

segundo plano se ejecuta, por tan-to, un subprograma ensamblador. Aquellos que estudien el programa ensamblador de ATMEL con mayor detalle vern cmo funciona exac-tamente. Aunque quiz haya quien est contento de que ste funcione en BASCOM a pesar de no enten-derlo a la perfeccin. La parte ms importante del trabajo ya est he-cho y, por lo tanto, nos podemos centrar de lleno en la aplicacin. De esta manera podemos conmu-tar o controlar muchos procesos con un esfuerzo mnimo. Dado que la recepcin RC5 se lleva a cabo en un segundo plano, podemos hacer al mismo tiempo muchas otras cosas.

(071149e)

Listado 1Recepcin RC5 con BASCOM

RC5 receiver, input B.0 Potputs port C

$regfile = m88def.dat $crystal = 16000000

Dim Address As Byte , Command As Byte Config Portc = Output Config Rc5 = Pinb.0 Enable Interrupts

Do Getrc5(address , Command) If Address = 0 Then Command = Command And &B01111111 Portc = Command End If Loop

End

Una mini-aplicacinCon el controlador ATM18 equipado con SMD es posible construir un receptor RC5 de funcio-namiento autnomo. Con slo 3 componentes, esta placa de tan slo 0,8 gramos de peso pu-ede encender y apagar un LED, siempre que reciba los comandos RC5 correspondientes.

Un pequeos receptor de infrarrojos TSOP4436 del fabricante Vishay se encuentra situado en el centro, justo encima del procesador, y est unido al borde inferior a travs de los pines PB0, PB1 y masa. A la derecha podemos ver la resistencia de 390 , soldada sobre la superficie a masa y un LED soldado desde la resistencia al PC1_ADC1. A la izquierda podemos ver la co-nexin a la tensin de funcionamiento.

Controlador con mdulo IR y LED

El proyecto ATM18 en el Computer:club2El ATM18 es un proyecto conjunto entre Elektor y el Computer:club2 (www.cczwei.de) realizado en cola-boracin con Udo Jr, el Desarrollador Jefe de www.microdrones.de. Los avances y aplicaciones ms re-cientes del sistema ATM18 los presenta todos los me-ses Wolfgang Rudolph de Computer:club2 en el pro-grama CC2-tv retransmitido a travs del canal NRW-TV. La decodificacin de RC-5 descrita en este artculo con la placa ATM18-AVR pudo verse en el programa 11 de CC2-tv que se emiti el 22 de mayo.

La CC2-tv se retransmite a travs del canal NRW-TV como programa de cable en NRW y como livestream a travs de Internet (www.nrw.tv/home/cc2). Como pod-cast, encontraris el CC2-tv en la direccin www.cczwei.de y un par de das despus tambin en sevenload.de.

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