Saber Electrónica 264 Ed. Argentina

*SUMARIO 264

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10:44 PM

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SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

Año 22 - Nº 264 JULIO 2009

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www.webelectronica.com.ar www.webelectronica.com.ar SECCIONES FIJAS Sección del Lector

80

ARTICULO DE TAPA Montajes de sistemas de control por red eléctrica o por red telefónica

3

MONATJES Sistema de refrigeración para equipos de audio Termostato con pantalla de LCD Interruptor para calefacción automática Osciloscopio de media frecuencia

23 44 55 58

RADIOARMADOR Antenas de VHF y UHF para ver toda la TV por aire

26

MICROCONTROLADORES Tips para microcontroladores PICs de 8 patas

29

SERVICE Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparación de amplificadores de audio digitales - Lección 14 Proyecto de un amplificador PWM. Construcción de un parlante

37

CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR Liberación y personalización de teléfonos celulares Sony Ericsson con tecnología A2

49

LIBRO DEL MES CLUB SE Nº 54. Liberación y desbloqueo de teléfonos celulares

63

ELECTROMEDICINA Bases para el diseño de un electrocardiógrafo

72

AUTO ELECTRICO Descripción de una interfase OBD2

Distribución en Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942

Distribución en Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

I m p res ión: WEBEN S. A. - Moreno 165 - Lanús- Bs. As. - Arg e n t i n a

76

Uruguay RODESOL SA Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184

Publicación adherida a la Asociación Argentina de Editores de Revistas

EDICION ARGENTINA - Nº 264

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves Columnistas: Federico Prado Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pablo Matute

POR FIN PODEMOS BRINDARLE MAS SOLUCIONES

En este número:

Ing. Alberto Picerno Augusto J. Vega Gustavo A. Schmidt Ing. Luis Roberto Rodríguez

EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Herrera 761 (1295) Capital Federal T.E. 4301-8804 Administración y Negocios Teresa C. Jara Staff Olga Vargas Hilda Jara Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Diego Vallejo Ramón Miño Ing. Mario Lisofsky Fabian Nieves Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo [email protected] Internet: www.webelectronica.com.ar Club SE: Luis Leguizamón Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

Bien, amigos de Saber Electrónica, nos en contramos nuevamente en las páginas de nues tra revista predilecta para compartir las nove dades del mundo de la electrónica. Estamos contentos porque ¡por fin! Podemos dar soluciones fáciles para muchos lectores que hace tiempo nos vienen solicitando información sobre diferentes disciplinas y soluciones prácticas que no demanden mucho dinero, especialmente en instrumentación. El Ing. Rodríguez ya ha realizado unos cuantos diseños de instrumentos para utilizar con la Placa Gráfica IGTV publicada en Saber Electrónica Nº 243, Luis Horacio Rodríguez está trabajando muy duro para poder entregarles diseños de equipos de electromedicina, Enrique Celis nos ha facilitado varios escaners para OBD II que estamos probando para su publicación y, en lo personal, ya tengo casi listo el diseño de un Osciloscopio por USB de 100MHz para utilizar con cualquier computadora con el único requisito que tenga instalado Windows XP. Este instrumento complementa la placa que en estos momentos se está ofreciendo dentro de un paquete educativo y que permite medir señales de cualquier forma de onda y de hasta 1300Vpp con la placa de sonido de una PC y que se comporta como un osciloscopio de 5MHz con la construcción de una pequeña placa de adquisición de datos (el mes próximo publicaremos el diseño de dicha placa). En suma, estamos cumpliendo el sueño de poder entregar soluciones en Electromedicina, Electrónica del Automotor e Instrumentación de alto nivel. Por otra parte, queremos anunciarles que el Seminario Aniversario de Saber Electrónica, que todos los años realizamos para esta época, lo dictaremos el 25 de julio (aún no está confirmado el lugar, pero será en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires). Disertaremos sobre: a) Base de los Microprocesadores PIC y PICAXE, b) Cómo Ver Todos los Canales de TV sin Pagar a un Proveedor, c) Instalación y Manejo de Instrumentos en la PC y d) Diseño y Simulación de Circuitos Electrónicos por Computadora. Rogamos que estén atentos porque, como siempre, el ingreso será libre y gratuito pero al ser las vacantes limitadas, daremos preferencia a los que adquieran paquetes educativos y a los que se inscriban con la suficiente antelación. Ing. Horacio D. Vallejo

ARTÍCULO

DE

TAPA

Controle Equipos en Su Casa sin Cableados o por Teléfono Desde Cualquier Parte del Mundo

por Red Eléctrica o Por Red Telefónica Los automatismos en el hogar forman parte de una “nueva disciplina” relaciona da con la electrónica y que recibe el nom bre de Domótica. Si bien los sistemas que permiten realizar funciones autónomas nacieron hace más de 4 décadas, este siglo se caracteriza por hacer la vida de los seres humanos en el hogar “más fácil” empleando sistemas que no requieren romper paredes o efectuar adaptaciones complicadas para hacer una instalación. Normalmente se emplean sistemas que cumplen con determinados protocolos para comunicarse a través de la red eléc trica o por RF, tal como lo explicamos en Saber Electrónica Nº 250. En dicha revista dijimos que si bien se han establecido nor mas que deben reunir los equipos domóti cos comerciales, es posible diseñar siste mas que automaticen determinadas fun ciones del hogar que pueden ser conside rados como dispositivos domóticos. De esta manera, si podemos establecer una comunicación en una casa, local o empresa simplemente conectando un par de terminales a la red eléctrica, tendríamos una solución sencilla y si pudiéramos controlar un equipo (microondas, fax, siste ma de alarma, apertura de portones, etc.) desde un teléfono ubicado en cualquier parte del mundo, también estaríamos hablando de una solución domótica. En este artículo publicaremos un par de circuitos que he diseñado hace ya varios años que permiten comunicaciones por la red eléctrica y un dispositivo electrónico que, conectado a la línea telefónica, es capáz de reci bir y atender llamadas entrantes, con el fin de controlar uno o más artefactos conectados al mismo, desde un aparato telefónico remoto (incluso un teléfono celular) y que fue diseñado por Augusto J. Vega y Gustavo A. Schmidt. Informe preparado por Ing. Horacio D. Vallejo Autor de Proyectos por la Red Eléctrica: Ing. Horacio D. Vallejo, [email protected] Autor de Proyectos por Línea Telefónica: Augusto J. Vega y Gustavo A. Schmidt [email protected], [email protected] http://web.fi.uba.ar/~ajvega/micro/index.html#conclusiones

Saber Electrónica 3

Artículo de Tapa

Timbre de Llamada por la Red Eléctrica El circuito que describiremos sirve para ser empleado en el hogar pero también es úitl en sanatorios, hoteles o donde sea preciso establecer un sistema de llamada sencillo utilizando la red eléctrica como medio de enlace. Este circuito puede ser considerado como un “timbre portátil”, porque al ser colocado en una habitación, puede ser trasladado a otro ámbito según los requerimientos que se deseen cumplir, sin tener que instalar cables para su conexión. La ventaja del circuito es que es posible hacer varios receptores que funcionen con un “único” transmisor, o varios transistores que funcionen con un único receptor. Además, se pueden construir dos transmisores y dos receptores para que el sistema funcione como intercomunicador. El dispositivo básico entonces, puede ser considerado como un timbre que no precisa cables para su instalación y está constituido por un pequeño transmisor y un simple receptor que funcionan en una frecuencia de 100kHz. La señal que genera el transmisor se conduce hacia el receptor a través de los cables de la instalación eléctrica de su casa y funciona con la base de la transmisión de señales por medio de una portadora que puede ser recepcionada por diferentes equipos instalados en varios puntos de la red. Es por ello que el circuito tiene sus limitaciones, en especial se debe conectar el sistema de manera tal que las masas tanto del transmisor como del receptor queden sobre un mismo conductor de la red, de manera que conectando la ficha sobre el toma, simple y llanamente no va a funcionar, por lo cual se deberá invertir la ficha. Dicho de otra manera: si al enchufar el aparato nada capta, la solución es invertirlo. El sistema está formado por un transmisor y un receptor. El esquema eléctrico del transmisor se muestra en la figura 1. Está constituido por tres transistores y un circuito de alimentación, que no precisa transformador reductor. En serie con la ficha de conexión a la red se conecta el pulsador P1, de modo que en el momento de accio-

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narlo, sonará la chicharra del receptor. El funcionamiento es sencillo, al accionar este botón se aplicará la tensión de red al capacitor C5, cuya carga limita la tensión que será aplicada al transmisor. La tensión alterna de alimentación es rectificada por los dos diodos DS-3 y DS-4 y se filtra por el capacitor C3. El diodo zener DZ1, en paralelo con C3, estabiliza la tensión de alimentación a un valor de 30V. El transmisor consiste en un oscilador formado por Q1 y sus componentes asociados, como la bobina JAF1, una impedancia de audiofrecuencia de 1mH y dos capacitores de 4,7nF (C1-C2). Este circuito genera una frecuencia de alrededor de 100kHz, según los valores mostrados. R2 cumple la función de “conectar” el oscilador con la masa del sistema. La señal de 100kHz generada por Q1, llegará a las bases de los transistores Q2 y Q3 que están conectados en push-pull, y que constituyen la etapa amplificadora final de potencia. Los emisores de Q2 y Q3 tienen una señal de 100kHz con una amplitud del orden de los 25V pico a pico y por

Figura 1

Figura 2

Artículo de Tapa

Figura 3

Figura 4

medio de la resistencia R3 y el capacitor C4, se inserta al cable de la red eléctrica de 220V, es decir, que cualquier receptor conectado en la misma instalación la puede captar. El circuito consume corriente sólo al pulsar el botón P1 y su valor no llega a los 10mA. Cabe destacar que, si se desea transmitir una señal de audio, como por ejemplo la voz humana, en lugar del oscilador habrá que

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conectar un pequeño transmisor de AM de los muchos publicados en Saber Electrónica, esto reduce su tensión de alimentación por medio de un regulador zener y conectará la salida a las bases de Q2 y Q3. Si desea utilizar el aparato sólo como timbre sin cable, puede armar el transmisor de la figura 1 en una placa de circuito impreso como la mostrada en la figura 2. En la figura 3 vemos el esquema eléctrico del receptor, en el mismo se usan dos transistores y un integrado CMOS tipo CD4528. El circuito se conecta a un toma cualquiera de la corriente eléctrica y posee una etapa de alimentación formada por el capacitor C1, la resistencia R2 y los dos diodos rectificadores DS1-DS2. El capacitor electrolítico de filtro C3 y el diodo zener DZ1 estabilizan la tensión de alimentación en 15V. C2 cumple la función de “captar” la señal de 100kHz generada por el transmisor y conducirla hacia la bobina L1. El arrollamiento de L1 está hecho sobre un núcleo toroidal común que tiene un segundo arrollamiento (L2), de forma tal que la señal que está en L1 pasará inductivamente a L2. El arrollamiento secundario hará sintonía con la frecuencia de 100kHz por medio del capacitor C5 de 2,2nF. La función de Q1 es la de amplificar la señal débil que está en la bobina L2, para aplicarla a la entrada del circuito integrado por medio de su pata 10. Este integrado CMOS se utiliza para dividir por 20 la señal de 100kHz, por lo tanto en su salida (pata 3), se verá una frecuencia audible, que se puede emplear en la chicharra piezoeléctrica marcada en el esquema eléctrico como CP1. El transistor Q2 cumple la función “squelch”, que quiere decir, que desecha todas las interferencias espúrias que están en la línea de red y bloquea el funcionamiento del integrado divisor que no están en la línea de los 100kHz emitidos por el transistor. Si va a utilizar el sistema como intercomunicador de voz deberá cambiar este esquema: conectará en paralelo con C6 un receptor de AM sintonizado a la frecuencia del transmisor. Para ello, deberá levantar R4 y desechar

Artículo de Tapa del R3 = 47Ω R4 = 3k3 R5 = 330kΩ R1 = 100kΩ R6 = 10kΩ R2 = 3k3 R7 = 120kΩ R3 = 47Ω R8 = 100kΩ R4 = 1kΩ R9 = 27kΩ R5 = 10MΩ R10 = 22kΩ C1, C2 =4,7nF - capacitores de C1, C6, C7, C8 = 0,1µF - capacitopoliéster. res cerámicos. C3 = 100µF x 25V - capacitor elec- C2 = 47nF - capacitor de poliéster. trolítico. C3 = 47µF x 25V - capacitor electroC4 = 47nF x 400V - capacitor de lítico. poliéster. C4 = 4,7nF - capacitor cerámico. C5=330nF x 400V - capacitor de C5 = 2,2nF - capacitor cerámico. poliéster. D1, D2 = 1N4007 - diodos rectificaD1 a D4 = diodo 1N4007 diodos rec- dores. tificadores. DZ1 = diodo zener de 15V por 1W. DZ1 = diodo zener de 30V x 1 watt. L1, L2 = ver texto. JAF1 = impedancia de 1mH. Q1, Q2 = BC548 - transistores NPN Q1 =NPN tipo BC237 o BC548. de uso general. Q2 =NPN tipo BC237 o BC548. IC1 = CD4520 - Circuito integrado Q3 =PNP tipo BC328 o BC558. CMOS divisor por 10. S1 = pulsador normal abierto. Tr = Transductor piezoléctrico. Lista de Materiales Transmisor (figura 1)

Lista de Materiales del Receptor Varios (figura 3) Placas de circuito impreso, gabinetes para el montaje, cables de R1 = 10MΩ conexión, fichas para 220V, estaR2 = 1kΩ ño, etc.

Q1, IC1, Q2 y todos sus componentes asociados. Si va a utilizar el sistema como timbre sin cables, puede armar el receptor de la figura 3 en un circuito impreso como el mostrado en la figura 4. Al montar el circuito transmisor de la figura 1 debe tomar en cuenta que Q1 y Q2 son dos NPN clase BC237, y que Q3 es un tipo BC328. Con un osciloscopio, se puede verificar si entre los dos emisores de Q2 y Q3 y la masa, está la señal presente de onda cuadrada de unos 25V pico a pico, de 100kHz. ATENCION: Los componentes están conectados a la tensión de red de 110V/220V en forma directa, de modo que no hay que tocarlos para que no sufra una fuerte descarga eléctrica. Para armar el receptor, lo primero que hay que efectuar es el arrollamiento alrededor del núcleo toroidal de las bobinas L1 y L2. Para efectuar el arrollamiento se usará cable recubierto de plástico, o alambre esmaltado de 1 mm de diámetro. Para la bobina L1 se darán 6 vueltas alrededor del núcleo, para la L2, 16 vueltas alrededor del núcleo. Se

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aconseja montar IC1 en un zócalo. Para verificar el funcionamiento del timbre, se debe colocar el transmisor en un tomacorriente y el receptor en otro, dentro de una misma habitación, luego se aprieta el botón de llamada, y se verifica la reproducción en el piezoeléctrico del receptor. Si no se escucha la chicharra, invierta la ficha sobre el toma y vuelva a repetir la experiencia. Si la masa del transmisor y la masa del receptor no están en el mismo cable de la red eléctrica, el circuito no funcionará, luego si se invierte la ficha (sólo la del receptor) pero el sistema igualmente no funciona, quiere decir que hay algún error. Si se tiene un Generador de BF, para verificar el funcionamiento del receptor, se puede aplicar una señal de externa de 100kHz de onda cuadrada en paralelo con la bobina L2. Hay que tomar en cuenta que en todo el circuito impreso circula la corriente de red de 110V/220V, por lo tanto no se deben tocar las pistas con los dedos, luego, girando la sintonía del generador llegará un momento en que se produzca el zumbido del traductor piezoeléctrico. Si el receptor funciona de esta forma, quiere decir que el error está en el transmisor, por lo cual se deberá verificar su funcionamiento.

Mando Monocanal por la Red Eléctrica El siguiente sistema consta de un transmisor que envía pulsos de control a través de la red eléctrica y un receptor capaz de reconocer dichos pulsos para activar un relé que puede comandar a cualquier dispositivo con la única limitante que no exista un medidor de consumo de corriente eléctrica entre transmisor y receptor. En este sistema, un mismo conductor (en este caso se trata de conductores que llevan energía eléctrica) puede ser recorrido por señales de audio y RF, sin que se produzcan interferencias; sólo es necesario que entre las frecuencias de dichas señales exista una proporción superior a 1:1.000, para que no se produzcan modulaciones. El circuito eléctrico del transmisor se muestra en la figura 5 y lleva dos transistores del tipo SK3009 conectados en formación Darlington, lo que aumenta la potencia del sistema. Dado que no es frecuente conseguir este transistor, se han probado otros transistores (todos de germanio), obteniendo resultados aceptables. De este modo, transistores del tipo AD149, antiguos pero siempre vigentes,

Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica

Figura 5 se comportaron perfectamente sin que hubiera que cambiar otros componentes. La señal es generada mediante la oscilación que produce L1, conectada mediante R1 y C3 a la base de Q1. Como L1 y L2 están muy acopladas, se obtiene una fuerte realimentación, bastante estable, cada vez que se acciona S1. El funcionamiento es sencillo, se basa en la inyección de una señal de RF, de unos 220kHz, en la red eléctrica

Figura 6

de 50Hz, que luego será demodulada en el equipo receptor que estará conectado a otra toma eléctrica de la misma instalación. Si bien la potencia del transmisor es apreciable, no es lo suficientemente grande como para generar perturbaciones en otro aparato eléctrico, ya sea televisor o radio. Ahora bien, la frecuencia de oscilación de 220kHz, determinada por el tanque L2 junto con C4, se puede ajustar moviendo los bobinados sobre el núcleo de ferrite (o ferrita) del transformador T2. Al respecto, dicho transformador se construye sobre una barra de ferrite de 10 cm de largo y 1 cm de diámetro, con alambre esmaltado de 0,5 mm de diámetro. L1 es de 5 vueltas y se arrolla al lado de L2 que posee 20 vueltas. Para aplicar la señal generada a la red eléctrica, se emplean capacitores de acoplamiento (en este caso C5 y C6). Como sus valores son muy chicos, no permiten el paso de la señal de red de 50Hz, permitiendo el paso de la señal de RF de 220kHz. La alimentación del circuito se obtiene a partir de una fuente formada por T1, D1, D2 y C1. El valor de la fuente es de, aproximadamente, unos 14V, pero se ha comprobado que el transmisor opera perfectamente a partir de los 10V y hasta 18V. Para el montaje puede emplar una placa de circuito impreso como la mostrada en la figura 6 y debe tener en cuenta que los terminales de L1, R1 y C3 deben ser cortos, ya que si bien no influirían las capacidades parásitas, tal condición limitaría la emisión de señales armónicas y la dispersión de la energía de RF generada por el oscilador. Tenga en cuenta que al soldar los transistores, no debe aplicar calor excesivo, precaución que se debe tomar, dado que estamos utilizando transistores de germanio de audio para una aplicación de radiofrecuencia.

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Artículo de Tapa Por lo demás, el dispositivo no requiere de otro ajuste que la frecuencia de emisión la cual se efectuará junto al receptor. Debido a la gran potencia que posee el transmisor que funciona con nuestro circuito, el receptor es muy sencillo, sin que sea necesario que posea una gran sensibilidad, tal como se muestra en el esquema eléctrico de la figura 7. El conjunto basa su funcionamiento en una bobina acoplada a la red eléctrica (L1) mediante dos capacitores de elevada tensión y baja capacidad, tal que no permitan el paso de la señal de la red de 50Hz pero sí el de la señal de RF de 220kHz (C3 y C4). La señal de RF se desarrollará en el secundario de T2 (L2) debido a la acción del circuito tanque formado por esa bobina y el capacitor C5, que precisamente está sintonizado a la frecuencia prevista (220kHz). Ambas bobinas se construyen sobre un bastón de ferrite de 10 cm de largo y 1 cm de diámetro, arrollando 10 espiras de alambre esmaltado de 0,5 mm de diámetro, para L1, y 20 vueltas del mismo alambre, para L2. Ambas bobinas se encuentran devanadas una al lado de la otra. La señal desarrollada en el circuito oscilante alimenta el diodo detector D4. C6 elimina la componente Figura 8 de RF permitiendo que una componente de baja frecuencia cargue al capacitor C7 con una constante que dependerá del valor que adopte P1. De esta manera, se proporciona un impulso de disparo a la base de Q1 que está conectado en disposición Darlington con Q2, con el objeto de formar un amplificador de corriente de elevada impedancia de entrada que favorecerá el funcionamiento del circuito detector. La carga de Q2 es un relé que acusará el

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Figura 7 impulso recibido cerrando sus contactos durante un instante. El tiempo que permanece "conectado" dicho relé, dependerá de la constante de carga de C7; es decir, regulando P1 se puede conseguir el período deseado por el operador. Si desea construir un telemando que active y desactive un interruptor, puede combinar las características de este circuito con las de la "llave digital" publicada en Saber Electrónica Nº98 y que puede bajar de nuestra web con la clave “llavedigi98”. Por supuesto, deberá eliminar las plaquitas de contacto, conectar un extremo del interruptor del relé a masa y el otro a la base del transistor de dicha llave (las masas de ambos circuitos deben ir unidas). En la figura 8 se reproduce el diseño de la placa de circuito impreso. Para ajustar el transmisor con el receptor de telemando, conecte ambos equipos a la red eléc-

Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica Lista de materiales del circuito de D1, D2 - 1N4004 - Diodos rectificala figura 5 dores. D3, D4 - 1N4148 - Diodos de uso Q1, Q2 - AD149 - NPN (ver texto). general. D1, D2 - 1N4004 - Diodos rectifica- C1, C2 - 220µF - Capacitores elecdores. trolíticos por 16V. S1 - Interruptor simple. C3, C4 - 4,7nF - Capacitores de CH - Choque de RF de 100mH o poliéster por 400V. resistor de 10Ω bobinado con 100 C5 - .1µF - Capacitor cerámico o vueltas en paralelo con alambre poliester. esmaltado de 0,2 mm de diámetro. C6 - 4,7nF - Capacitor cerámico. C1, C2 - 220µF - Capacitor electrolí- C7 - 100µF - Capacitor electrolítico tico por 16V. por 16V. C3, C4 - .1µF - Poliéster por 400V. P - Potenciómetro lineal de 500kΩ. C5, C6 - 4,7nF - Poliéster por 400V. CH - Choque de 100mH o resistor R1 - 820Ω de 10Ω bobinado con 200 vueltas T1 - Transformador de poder de de alambre de 0,2 mm de diámetro, 220V a 12V + 12V x 250mA. esmaltado. T2 - ver texto. K - Relé de 12V para circuitos impresos. T2 - Transformador (ver texto). Lista de Materiales del Circuito de la Figura 7 Varios Placa de circuito impreso, estaño, Q1, Q2 - BC548 - Transistores NPN caja para montaje, cables, conectode uso general. res varios, etc.

trica, actúe sobre S1 del transmisor y deslice la barra de ferrite del receptor sobre el bobinado, hasta sentir el accionamiento del relé. Una vez conseguido el ajuste (deberá repetir la operación tantas veces como sea necesario, incluso actuando sobre el ferrite del Tx, si fuera necesario), fije los bobinados sobre las barras con cera, para evitar que el sistema se desajuste. Luego, el sistema queda listo para funcionar.

Timbre o Control Multicanal a Través de la Red Eléctrica

sin la necesidad de cableados. Con él es posible localizar a una persona que estando en algún lugar determinado, use una señal de RF que se propaga por la red eléctrica. El sistema posee un gran alcance y puede ser empleado aunque el transmisor y los receptores estén conectados en diferentes fases. La idea presentada en este artículo es usar una señal que se propague por la red eléctrica y que pueda ser captada en cualquier punto en que exista un tomacorriente (figura 9). De esta manera una persona llevará el receptor consigo y lo conectará en un tomacorrientes del ambiente donde se encuentre. Cuando este usuario precisa ser localizado, se emite una señal desde la central que activará un elemento sonoro en el receptor; el sonido indicará al usuario que lo están buscando. Al “sonar” el señalizador, el usuario sabe que está siendo buscado por la central, se dirige al teléfono más próximo y se informa de qué se trata. Como el circuito opera en una banda bastante amplia de frecuencias, entre 40kHz y 120kHz, se pueden conectar varios receptores a distinta frecuencia o construir un "telecomando por la red eléctrica" multicanal. En general, la sensibilid del sistema es tal que se logra cubrir un alcance considerable cubriendo más de 1.200 metros de cable de recorrido (hemos hecho pruebas con éxito), pero si el receptor se conecta a una fase diferente a la del transmisor, pueden existir inconvenientes. El transmisor propuesto posee una potencia de 2,5W y opera en frecuencias comprendidas entre 10 y 120kHz. La frecuencia se varía con el ajuste de circuitos RC. El receptor es del tipo PLL. Ambos circuitos se alimentan directamente con la tensión de la red eléctrica. El transmisor usa un oscilador tipo RC, con el conocido circuito integrado CD4093 para generar una señal en la frecuencia de 40 a 120kHz. Una de las puertas de este circuito integrado es conectada como un oscilador, cuya frecuencia se varía con el ajuste de un pre-set multivueltas. Si imaginamos la existencia de tres canales (para comunicarse con tres receptores distintos, habrá tres

Describimos un sistema de llamada multicanal para utilización dentro de empresas o de grandes ambientes,

Figura 9

Figura 10

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Artículo de Tapa Figura 11

trimpots que deben ser ajustados independientemente para frecuencias bien diferentes). La señal resultante se aplica a las otras puertas del circuito integrado 4093, que funcionan como un bufferamplificador digital. La señal de salida amplificada es llevada a un transistor de potencia que envía la señal modulada a la red eléctrica a través de un transformador construido sobre un bastón de ferrite. El acople con la red se realiza por medio de dos capacitores de poliéster. La fuente de alimentación consiste en un pequeño transformador conectado a la red eléctrica, dos diodos y un capacitor de filtro. No hay necesidad de regulación, pues el circuito funciona bien con tensiones de 6 a 15V. En cada uno de los receptores (en el caso que estamos analizando, tendremos tres receptores iguales pero sintonizados a frecuencias diferentes), tenemos inicialmente un transformador con núcleo de ferrite acoplado a la red eléctrica por medio de un capacitor de poliéster de 10nF. Por este transformador pasan las señales de alta frecuencia que deben ser aplicadas a la entrada de un PLL construido con el circuito integrado CA/LM/NE567. Los dos diodos en oposición conectados en la entrada evitan que picos de alta tensión de la red puedan causar problemas a los circuitos integrados. La sintonía del PLL se realiza con un pre-set, que debe ser ajustado para la frecuencia correspondiente del canal del transmisor seleccionado. En cuanto el circuito integrado PLL no reconoce la señal del transmisor, su salida permanece en el nivel alto y el LED indicador permanece apagado. La señal de salida del PLL se conecta a una de las puertas del CD4093 y como está conectada como inver-

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sor, tiene su salida en el nivel bajo. Eso hace que los osciladores montados en torno de CI2b, y CI2c se mantengan desactivados. Cuando el circuito PLL reconoce la señal de la estación transmisora la salida va a estado bajo, la primera compuerta conmuta su tensión y se habilitan los osciladores. El resultado es la producción de una señal de audio intermitente, producto de las señales generadas por ambos osciladores y mezcladas en la última compuerta digital. De esta manera, se genera en un buzzer un "bip", cada vez que se activa el transmisor. La frecuencia de los bips es dada por C6 y la intermitencia es dada por C7. La fuente de alimentación consiste en un transformador, dos diodos y un capacitor. La tensión máxima de alimentación es de 10V, dado que éste es el valor máximo que soporta el 567. Como dijimos al comienzo, tendremos problemas de enlace si existe algún medio que derive a masa las señales del transmisor, como por ejemplo un transformador de aislación, un medidor de corriente o, en especial, si el transmisor estuviera conectado a una fase y el receptor a otra de una misma instalación. En un caso como éste, el problema puede ser resuelto con la conexión de un capacitor de 120nF x 600V entre las dos fases, conforme a lo sugerido en la figura 10. El capacitor ofrece un camino de baja impedancia para las señales de alta; frecuencia que pueden entonces pasar de una red a otra, sin embargo, su resistencia será elevada para los 50HZ de red e incluso, hasta favorecerá la corrección del factor de potencia de la instalación. En la figura 11 tenemos el circuito completo del transmisor.

Este transmisor puede ser montado en una placa de circuito impreso, conforme a la figura 12. El transistor de potencia puede ser cualquier NPN Darlington de por lo menos 3A de corriente máxima de colector y debe ser montado en un pequeño disipador de calor.

Puede también ser usado un FET de potencia sin alteraciones en el circuito. L1 es formada por 80 vueltas de alambre esmaltado de 0,8 mm de diámetro en un bastón de ferrite de 0,8 a 1 cm de diámetro y de 10 a 15 cm de largo. L2 consiste en 180 vueltas del mismo alambre, devanado sobre L1. Los capacitores C3 y C4 deben Figura 12 tener una tensión de aislación de por lo menos 400V. Para la fuente de alimentación, el transformador debe tener un bobinado primario de acuerdo con la red de energía local y una tensión secundaria de 6 + 6V x 1A. En la figura 13 tenemos el diagrama completo del receptor que

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Artículo de Tapa Figura 13

hace el uso de un PLL. El montaje del receptor en una placa de circuito impreso es mostrado en la figura 14. Conviene que el receptor se aloje en un pequeño gabinete plástico de los empleados en fuentes de alimentación portátil que posee el conector para tomacorrientes, de manera que el usuario sólo tenga que conectar "la caja receptora" en un tomacorrientes del ambiente donde se encuentre. Figura 14 El transformador de acoplamiento de RF está formado por los arrollamientos L1 y L2. L1 consiste en 150 vueltas de alambre esmaltado de 0,8 mm de diámetro en un bastón de ferrite de 0,8 a 1 cm de diámetro y de 10 cm de largo. L2 es un arrollamiento de 150 vueltas devanado sobre L1. C1 es un capacitor de poliéster de 600V de tensión de trabajo. El transductor es una cápsula piezoeléctrica. Para la fuente de alimenta-

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ción, es usado un pequeño transformador con nucleo de grano orientado (para disminuir el tamaño) de 6V+6V x 100mA de bobinado secundario. Para los test iniciales de ajuste conecte el transmisor y el receptor en un mismo tomacorriente (emplee un triple). Coloque inicialmente P1 del transmisor para una posición correspondiente a 1/3 de su giro. Después accio-

Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica Lista de Materiales del Transmisor de la figura 12 CI1 - 4093- circuito integrado CMOS Q1- TIP111 o equivalente - transistor darlington de potencia de 3A. D1, D2- 1N4002 - diodos rectificadores de silicio. R1- 1MΩ R2, R3, R4- 3k3 R5- 1k2 P1-P2-P3 - pre-set de 100kΩ. C1- 0,001µF - cerámico o poliéster. C2 - 2.200µF/16V - electrolítico. C3, C4 - 0,01µF - poliéster de 600V o más. S1, S2, S3 - Interruptores de presión NA (pulsadores para impresos). T1 - Transformador de 220V a 6V+6V x 1A. L1, L2- Bobinas- ver texto.

D1, D2 - 1N4148 - diodos de uso general. D3, D4 - 1N4002 - diodos rectificadores de silicio. LED- LED de 5 mm de cualquier color. R1 - 1k2 R2 - 47kΩ R3 - 680kΩ P1 - pre-set multivueltas de 100kΩ C1 - 0,01µF - poliéster para 600V o más. C2- 1.000µF x 16V - electroliítico. C3- 4,7nF- cerámico o poliéster. C4- 0,022µF- cerámico o poliéster. C5- 0,01µF- cerámico o poliéster. C6- 33nF- cerámico o poliéster. C7- 1µF- electrolítico x 16V. C8- 0,1µF- cerámico o poliéster. L1, L2 - bobinas- ver texto. T1- transformador de 220V a 6V+6V x100mA. BZ- transdutor cerámico (ver texto).

Lista de Materiales del Receptor de la figura 14

Varios: Placas de circuito impreso, gabineCI1 - NE567 - circuito integrado PLL tes para montaje (ver texto), estaño, CI2- 4093- circuito integrado CMOS cables, etc.

ne S1 que activa el oscilador cuya frecuencia es controlada por P1, y ajuste en el receptor el trimpot hasta captar la señal. Cuando eso ocurre, el LED debe encender y el oscilador entrar en acción. Tenga cuidado para hacer la sintonía correcta, pues estando cerca, para estar seguro, coloque el receptor en otro toma alejado y verifique la recepción; si no ocurriera, ajuste nuevamente el pre-set del receptor. Para hacer el ajuste fino mantenga S1 accionado y coloque el receptor en una sala distante. Ajuste el pre-set para la sintonía correcta. En la figura 15 damos un circuito adi- Figura 16 cional que puede ser usado para aumentar la sensibilidad del receptor, necesario en los locales más distantes del ambiente de operación Comprobado el funcionamiento de un receptor, repitiendo los pasos recién explicados, se efectúa el ajuste de otro canal. Con

Figura 15

más de 5 canales puede ser difícil fijar la sintonía, pues el sistema PLL puede disparar con cierta facilidad cuando capta frecuencias armónicas de la señal fundamental emitida. Si un canal fuera ajustado a 40kHz y otro a 80kHz, existe la posibilidad de interferencia entre ellos. Las frecuencias ideales de ajuste son: 40kHz, 55kHz, 70kHz y 95kHz para 4 canales y 40, 60 y 95kHZ para el caso de tres canales. Tenga en cuenta que el tamaño del receptor (que deberá llevar la persona que deberá ser localizada), depende en gran medida del largo del bastón de ferrite. Por tal motivo, puede realizar pruebas con bastones más pequeños. Por ejemplo, para un bastón de 5 cm de largo, con un incremento del 15% en la cantidad de vueltas tanto de L1 como de L2, hemos conseguido resultados satisfactorios. Al efectuar nuestro montaje, tuvimos dificultad en hacer oscilar el circuito transmisor; dicho inconveniente fue solucionado al colocar un circuito integrado CD4093BP (la terminación BP es importante), con un componente cuya terminación es “BE”, la oscilación se torna inestable. También realizamos pruebas colocando un transistor modulador en el transmisor, con el objeto de poder emplear el circuito como intercomunicador, el resultado fue bueno para un ancho de banda de 2kHz que emplea un BF494B con un transformador driver en emisor, para

Saber Electrónica 15

Artículo de Tapa inyectar la señal de audio. En el receptor, tuvimos que “desintonizar” levemente el PLL para poder obtener la señal modulada. La información de audio la obtuvimos por medio de un diodo (1N4148) colocado en pata 8 del 567, con un capacitor de 10nF conectado a masa. Como amplificador de audio empleamos un circuito para autorradio con TDA2002. Cabe aclarar que esta experiencia tiene fines didácticos y si bien los resultados fueron satisfactorios, no creemos recomendable que sean efectuados por hobbystas sin experiencia. En la figura 17 se muestra la configuración que debería adoptar cada receptor si se quisiera controlar con él algún artefacto eléctrico. Por último, debemos aclarar que por estar presente la tensión de red en algunas pistas de los circuitos impresos, se deberá tener sumo cuidado en la manipulación del sistema, dado que si por descuido se tocan dichas pistas, el armador recibirá una descarga eléctrica. El armado no reviste inconvenientes y la construcción de las bobinas no es crítica.

Control de Artefactos Electrónicos a Través de la Línea Telefónica El siguiente proyecto fue realizado por Augusto J. Vega y Gustavo A. Schmidt, quienes establecen todos los requerimientos en su página: http://web.fi.uba.ar/~ajvega/micro/index.html#conclusiones El dispositivo electrónico construido es una interfase que, conectada a la línea telefónica, es capaz de recibir y atender llamadas entrantes con el fin de controlar uno o más artefactos conectados al mismo desde un aparato telefónico remoto. El microcontrolador utilizado es un AT89S8252 fabricado por ATMEL. También fue necesario incorporar al circuito un conversor DTMF a binario y un controlador para comunicación serie RS-232, ambos genéricos. El dispositivo es capaz de recibir e interpretar tonos a través de la línea telefónica, y posteriormente tomar determinadas acciones relacionadas con el control de otros dispositivos electrónicos (como podrían ser los electrodomésticos hogareños). Esto permitie al usuario tener control en forma remota de determinados equipos electrónicos, utilizando un aparato telefónico convencional mediante el teclado del mismo, según el siguiente protocolo:

Saber Electrónica 16

1) Esperar los tonos de llamada o rings antes de aten der el teléfono (configurable). 2) Una vez atendido el teléfono, solicitar una contra seña para dar el servicio a quien está llamando. Luego de validada la contraseña, se pasa al menú de opciones. 3) Se usarán casi todos los dígitos del teléfono (salvo 6, 7, # y *). En nuestro trabajo práctico pretendemos manejar 9 relés, aunque en principio se ha implementado uno solo, relacionando cada uno con cada dígito numeral del teclado. Una vez atendida la llamada, el menú de opciones es el siguiente: 1 - encendido: una vez marcada esta opción, el siste ma queda a la espera de otro dígito (este segundo dígito ingresado indica el número de relé a encender). 2 - apagado: una vez marcada esta opción, el sistema queda a la espera de otro dígito (este segundo dígito ingresado indica el número de relé a apagar). 3 - consulta: una vez marcada esta opción, el sistema queda a la espera de otro dígito (este segundo dígito ingresado indica el número de relé a consultar). Si el relé está encendido, entonces se emite un beep largo a través de la línea telefónica, y si está apagado se emite un beep corto. 4 - cambio de contraseña: se utiliza para cambiar la contraseña de acceso. Una vez marcada esta opción, el sistema queda a la espera de los 4 dígitos para la nueva contraseña. 5 - cambio de la cantidad de rings de espera: se utili za para cambiar el parámetro que indica la cantidad de rings a esperar antes de atender la llamada entrante. Una vez marcada esta opción, el sistema queda a la espera de un dígito que indica la nueva cantidad de rings. 6-7: disponibles. 8 - reinicialización: reinicializa el sistema pero sin des loguear al usuario. Esto es particularmente útil cuando el usuario, luego de seleccionar algunas opciones, no sabe en qué situación está. 9 - salir: corta la llamada. Generación de los beeps de respuesta Luego de la selección de cualquiera de las opciones, el sistema emite un beep largo para indicar "sí". En algunos casos, el sistema emite un beep corto para indicar "no"; esto sucede cuando la contraseña ingresada es inválida, o para indicar que un relé se encuentra apagado. Ambos beeps se emiten por el pin 0 del puerto 1, tal como explicamos más adelante. Administración de la contraseña Antes de poder utilizar cualquiera de las opciones, el

Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica usuario deberá loguearse (es decir, ingresar la contraseña, y que ésta sea validada por el sistema). Una vez validada la contraseña, el sistema emite una melodía para indicar al usuario que ya puede comenzar a utilizar el dispositivo. La contraseña es única (no se permiten múltiples usuarios), y está compuesta de 4 caracteres alfanuméricos (0-9, # ó *). La primera vez que se utiliza el sistema, o cuando el sistema es reseteado externamente (a través de un pulsador al efecto), se espera el ingreso de la contraseña por defecto (1111). Posteriormente, el usuario puede modificarla mediante la opción 4.

Figura 17

Figura 18

Administración de la cantidad de rings de espera El sistema espera una cierta cantidad de rings antes de atender la llamada (análogamente al funcionamiento de un contestador automático). Esa cantidad es configurable mediante la opción 5, aunque por defecto se toma el valor 3. Solo acepta

Saber Electrónica 17

Artículo de Tapa un dígito, con lo cual se podrá configurar hasta 9 rings de espera. Diagrama de conexiones en bloque En la figura 17 se presenta el diagrama de conexiones en bloque del circuito construído: Software En la figura 18 se presenta el diagrama de flujo correspondiente al software desarrollado: Las interrupciones utilizadas son las siguientes: Interrupción externa 0 (IE0): disparada cuando el circuito integrado conversor de DTMF a binario pone en alto el pin 12 (INT0) del microcontrolador, notificando la presencia de un dígito válido en sus 4 salidas. Interrupción externa 1 (IE1): disparada por el circuito detector de rings, con cada detección efectuada. Interrupción del puerto serie (RI/TI): disparada por software (TI) cuando se tiene un caracter para enviar por comunicación serie RS232, o por hardware (RI) cuando se ha recibido un caracter por la misma vía. Interrupción

del timer 0 (TF0): disparada por el timer 0 cuando transcurre una cantidad determinada de segundos sin que el usuario haya seleccionado alguna opción. Permite administrar un time-out, impidiendo que el programa quede en un bucle de espera infinito en caso de que se corte la comunicación telefónica sin un desbloqueo explícito con la opción 9. De los 4 puertos disponibles en el AT89S8252 se utilizaron los puertos 1, 2 y 3, con las siguientes finalidades: Puerto P1 P1.0: salida de la señal que genera los beeps. Por este pin el sistema emite la señal con diferentes duraciones para representar "si" o "no". P1.1: encendido y apagado del relé. El sistema pone en alto este pin para encender el relé, o lo pone en bajo para apagarlo. P1.2: comunicación establecida. Cuando el sistema "atiende" la llamada entrante, pone en bajo este pin, y lo mantiene en ese nivel mientras dure la comunicación telefónica. Figura 19

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Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica Tabla 1 - Programa del Circuito de Control por la Red Eléctrica ;****************************************************************************; ; *** UN DISPOSITIVO CONTROLADOR DE ARTEFACTOS TELEFÓNICOS *** ; *** ATRAVÉS DE LÍNEATELEFÓNICAEN FORMAREMOTA*** ; ; ; Augusto J. Vega (Jakarta) ; Gustavo A. Schmidt ; Primavera de 2003 ; ELCÓDIGO ES ABIERTO, PERO SOLO PUEDE UTILIZARSE CON FINES EDUCATIVOS. ; NO UTILICE ESTE CÓDIGO CON FINES COMERCIALES. ;****************************************************************************; ; *** DEFINICIONES *** TIMEOUT_H_LIMIT ;TIMEOUT_H_LIMIT RINGS_ANSWER EEMEN EEMWE WDTRST WMCON RELAY_1_STATUS Q_RINGS_X Q_RINGS_DEFAULT UNDEFINED SWITCHED_OFF SWITCHED_ON RING_TIME_WAIT SETTINGS_SERIAL

EQU 0x02 EQU 0xFF EQU 0X03 EQU 00001000b EQU 00010000b EQU 00000010b DATA 96h EQU 0x0001 EQU 0x0A EQU 0x03 EQU 0xFF EQU 0x00 EQU 0x01 EQU 0x10 EQU 0xF3

; *** SEGMENTO DE DATOS *** DSEG AT 0x30 R_CHAR: DS 1 T_CHAR: DS 1 DIGIT: DS 1 PASSWORD: DS 4 PASS_LOADED: DS 4 BYTES_PASS: DS 1 AUX: DS 1 Q_RINGS: DS 1 Q_RINGS_AUX: DS 1 TIMEOUT_H: DS 1 TIMEOUT_L: DS 1 FREQUENCY_H: DS 1 FREQUENCY_L: DS 1 LENGTH: DS 1

; cant. rings de espera antes de contestar la l amada ; EEPROM access enable bit ; EEPROM write enable bit ; EEPROM RDY/BSY bit ; watchdog and memory control register ; dirección en EEPROM en donde se almacena el estado del relé 1 ; dirección en EEPROM en donde se almacena la cantidad de rings ; cantidad de rings "por defecto", si aún el usuario no setéo alguna cantidad ; significado que le asignamos a lo "indefinido" (para cualquier uso que lo requiera) ; valor almacenado en EEPROM para indicar que el relé está apagado ; valor almacenado en EEPROM para indicar que el relé está encendido ; cantidad de iteraciones de espera hasta que transcurra el ring completo ; valor con el cual se carga el timer 1 para la generación de baudios para 2400 bps ; dependiendo del valor del Xtal (0xF3=12 Mhz y 0xF4=11.0592 Mhz)

; caracter recibido por el puerto serie ; caracter a transmitir por el puerto serie ; dígito recibido por el conversor DTMF->Binario, en P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 ; almacena la password (ver cómo darle persistencia) ; almacena la password cargada por el usuario para luego comparar contra PASSWORD ; variable utilizada por la rutina GET_PASS en el proceso de logueo ; variable auxiliar que puede ser utilizada por cualquier subrutina ; variable en donde se alamacena la cantidad de rings ; variable en donde se van "contando" los rings detectados ; byte más signigicativo del contador de timeout ; byte menos significativo del contador de timeout ; parámetro "frecuencia" recibido por la rutina SOUND (byte más significativo) ; parámetro "frecuencia" recibido por la rutina SOUND (byte menos significativo) ; parámetro "duración" recibido por la rutina SOUND

; *** SEGMENTO DE MEMORIADIRECCIONABLE DE ABIT *** BSEG AT 0x00 LOGUED: DBIT 1 ; indica si el usuario está logueado SWITCH_ON: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de encender relay SWITCH_OFF: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de apagar relay CHECK_RELAY: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de consultar relay CHANGE_PASS: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de cambiar la contraseña CHANGE_RINGS: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de cambiar la cantidad de rings EXIT: DBIT 1 ; indica que se ha seleccionado la opción de salir (desloguearse) DIG_PRESSED: DBIT 1 ; indica si se ha presionado un dígito en el teléfono remoto SEND_CHAR: DBIT 1 ; indica si se quiere transmitir por RS-232 el byte almacenado en T_CHAR COMP_RESULT: DBIT 1 ; indica el resultado de la rutina COMPARE_PASS (0=distintas ; 1=iguales) NO_FIRST: DBIT 1 ; permite ignorar el primer caracter debido al encendido del circuito, y que molesta

; EI0_HANDLER = External Interrupt 0 Handler ; T0_HANDLER = Timer 0 Handler ; EI1_HANDLER = External Interrupt 1 Handler

; SI_HANDLER = Serial Interrupt Handler

WAIT:

; *** Se setéa la contraseña por defecto (1111) *** SET_PASSWORD: MOV R0,#PASSWORD MOV @R0,#0x01 INC R0 MOV @R0,#0x01 INC R0 MOV @R0,#0x01 INC R0 MOV @R0,#0x01

USER_LOGUED:

NEXT2:

NEXT3:

; *** Se setéa la cantidad de rings de espera por defecto (3 rings) *** MOV R0,#Q_RINGS MOV @R0,#RINGS_ANSWER CLR NO_FIRST JMP MAIN

MOV SP,#0x7F

NEXT4:

NEXT5:

ORG 0x50 ; *** Acceso a EEPROM para recuperar configuraciones *** MAIN: ORL WMCON,#EEMEN ; se habilita el acceso a EEPROM MOV DPTR,#RELAY_1_STATUS MOVX A,@DPTR ; se lee el estado del relé desde EEPROM CJNE A,#SWITCHED_ON,RELAY_OFF2 SETB P1.1 ; se enciende el relé JMP RELAY_ON2 RELAY_OFF2: CLR P1.1 ; se apaga el relé RELAY_ON2: SETB P1.2 ; para indicar "desatendido" ANL P1,#00000110B ; "AND lógico" para inicializar P1 ( P1.0=BEEP ; P1.1=CONTROL RELÉ ; P1.2=CONTROL CIRCUITOATENDIDO ) MOV P2,#0xFF ; P2 va a manejar I/O con el teléfono remoto MOV DPTR,#Q_RINGS_X ; se lee la cantidad de rings desde la dirección #Q_RINGS_X en EEPROM MOVX A,@DPTR CJNE A,#UNDEFINED,DEFINED ; si nunca se setéo aún la cantidad de rings MOV A,#Q_RINGS_DEFAULT ; se asigna la cantidad "por defecto" DEFINED: MOV Q_RINGS,A XRL WMCON,#EEMEN ; se deshabilita el acceso a EEPROM ; *** Fin acceso a EEPROM *** ; se usa para el stack los 128 bytes de acceso indirecto

CLR LOGUED CLR SWITCH_ON CLR SWITCH_OFF CLR CHECK_RELAY CLR CHANGE_PASS CLR CHANGE_RINGS CLR EXIT CLR DIG_PRESSED CLR SEND_CHAR SETB IT0 ; interrupción externa INT0 por flanco descendente SETB IT1 ; interrupción externa INT1 por flanco descendente MOV BYTES_PASS,#0x00 MOV Q_RINGS_AUX,#0x00 MOV AUX,#0x00 MOV TIMEOUT_L,#0x00 MOV TIMEOUT_H,#0x00 MOV TL0,#0x00 MOV TH0,#0x00 CLR TF0

; *** SEGMENTO DE CÓDIGO *** CSEG AT 0x00 ; *** Vector de interrupciones *** ; ORG 0x00 INIT: LJMP SET_PASSWORD ORG 0x03 LJMP EI0_HANDLER ORG 0x0B LJMP T0_HANDLER ORG 0x13 LJMP EI1_HANDLER ORG 0x1B RETI ORG 0x23 LJMP SI_HANDLER

ORG 0x2B RETI ; *** Fin vector de interrupciones *** ;

; inicialización del timer 0 para que ; cuente 65536 cuentas ; se limpia el flag de overflow

; *** Inicialización de la comunicación SERIE RS-232 *** MOV A,PCON ; en las 3 primeras líneas se pone en 0 CLR ACC.7 ; el bit SMOD (bit 7 de PCON). Así, para calcular MOV PCON,A ; el "baud rate" se divide por 32 (sino habría que dividir por 16) MOV SCON,#0x52 ; setéa el puerto serie en MODO 1, REN=1, TI=0 y RI=0 MOV TMOD,#0x21 ; setéa el timer 0 en MODO 1 (16 bits auto-reload) ; y el timer 1 en MODO 2 (8 bits auto-reload) MOV TH1,#SETTINGS_SERIAL CLR TR0 SETB TR1 ; arranca el timer 1 MOV IE,#0x96 ; habilita la interrupción para la comunicación serie, ; la interrupción externa 1, y la interrupción del timer 0 JMP WAIT

NEXT9:

CALL_BACK:

ORG 0x0100 JNB DIG_PRESSED,WAIT; espera hasta que se presione algún dígito JB LOGUED,USER_LOGUED CALL GET_PASS JMP WAIT JNB SWITCH_ON,NEXT2 CALL RELAY_ON JMP WAIT JNB SWITCH_OFF,NEXT3 CALL RELAY_OFF JMP WAIT JNB CHECK_RELAY,NEXT4 CALL GET_RELAY JMP WAIT JNB CHANGE_PASS,NEXT5 CALL CH_PASS JMP WAIT JNB CHANGE_RINGS,NEXT9 CALL CH_RINGS JMP WAIT JNB EXIT,CALL_BACK CALL EXIT_PROGR JMP WAIT CALL DIG_HANDLER JMP WAIT

;****************************************************************************************************** ; EXTERNAL INTERRUPT 0 HANDLER ; Maneja la interrupción externa 0, la cual se dispara cuando un nuevo dígito fué presionado ; en el aparato telefónico remoto. ; El dígito, en binario, entra por P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 (Q4 Q3 Q2 Q1), se lo lee, y se lo ; coloca en DIGIT. Lo importante de esta subrutina es que REBATE el dígito recibido (dado que ; lo recibe al revés). También setéa DIG_PRESSED para que el programa principal actúe. ;****************************************************************************************************** EI0_HANDLER: PUSH ACC PUSH B CLR TR0 MOV A,P2 MOV B,#0x00 BIT_0: JNB ACC.0,BIT_1 SETB B.3 BIT_1: JNB ACC.1,BIT_2 SETB B.2 BIT_2: JNB ACC.2,BIT_3 SETB B.1 BIT_3: JNB ACC.3,SWAP_END SETB B.0 SWAP_END: MOV DIGIT,B MOV A,DIGIT CJNE A,#0x08,NO_RST POP B POP ACC DEC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x00 INC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x01 CLR SWITCH_ON CLR SWITCH_OFF CLR CHECK_RELAY CLR CHANGE_PASS CLR CHANGE_RINGS CLR EXIT CLR DIG_PRESSED MOV TIMEOUT_L,#0x00 ; se resetéa el contador de time-out, MOV TIMEOUT_H,#0x00 ; debido a que el usuario presionó una tecla MOV TL0,#0x00 ; inicialización del timer 0 para que MOV TH0,#0x00 ; cuente 65536 cuentas SETB TR0 RETI NO_RST: POP B POP ACC JNB NO_FIRST,IGNORE SETB DIG_PRESSED IGNORE: SETB NO_FIRST

;Continúa

Saber Electrónica 19

Artículo de Tapa Tabla 1 - Programa del Circuito de Control por la Red Eléctrica (continuación) MOV T_CHAR,DIGIT SETB SEND_CHAR MOV TIMEOUT_L,#0x00 MOV TIMEOUT_H,#0x00 MOV TL0,#0x00 MOV TH0,#0x00 SETB TR0 RETI

; para debugging ; para debugging ; se resetéa el contador de time-out, ; debido a que el usuario presionó una tecla ; inicialización del timer 0 para que ; cuente 65536 cuentas

;****************************************************************************************************** ; TIMER 0 HANDLER ; Maneja la interrupción asociada al overflow del timer 0. ; Es utilizada para administrar un time-out en caso de que un usuario corte la comunicación telefónica ; sin desloguearse (cuando se produce el time-out, se limpian todos los flags, y por consiguiente, ; el sistema queda en condiciones de poder ser utilizado nuevamente. ;****************************************************************************************************** T0_HANDLER: PUSH ACC CLR TR0 MOV A,TIMEOUT_H CJNE A,#TIMEOUT_H_LIMIT,NO_TIMEOUT DEC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x50 INC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x00 RETI NO_TIMEOUT: MOV A,TIMEOUT_L CLR C ADD A,#0x01 MOV TIMEOUT_L,A JNC NO_OVERFLOW MOV A,TIMEOUT_H ADD A,#0x01 MOV TIMEOUT_H,A NO_OVERFLOW: MOV TL0,#0x00 ; inicialización del timer 0 para que MOV TH0,#0x00 ; cuente 65536 cuentas CLR TF0 ; se limpia el flag de overflow POP ACC SETB TR0 RETI ;****************************************************************************************************** ; EXTERNAL INTERRUPT 1 HANDLER ; Maneja la interrupción externa 1, la cual se dispara con cada "ring" de una llamada entrante. ; Si atiende la llamada entrante, entonces habilita la interrupción IE0 para recibir los dígitos. ;****************************************************************************************************** EI1_HANDLER: PUSH ACC CLR EX1 ; se deshabilita la interrupción para que ignore todas las ; interrupciones siguientes en el mismo ring ; significando así una interrupción por ring. CLR TF0 SETB TR0 ; arranca el timer 0 MOV A,#RING_TIME_WAIT NEXT_STEP: DEC A JNB TF0,$ CLR TF0 JNZ NEXT_STEP CLR TF0 CLR TR0 INC Q_RINGS_AUX MOV A,Q_RINGS_AUX MOV 0x4C,A CJNE A,Q_RINGS,NO_ANSWER ANSWER: CLR P1.2 ; P1.2 está en bajo mientras se mantenga la comunicación telefónica SETB EX0 MOV TIMEOUT_L,#0x00 ; se resetéa el contador de time-out, MOV TIMEOUT_H,#0x00 ; debido a que el usuario presionó una tecla SETB TR0 ; arranca el timer 0 NO_ANSWER: SETB EX1 POP ACC RETI ;****************************************************************************************************** ; SERIAL INTERRUPT HANDLER ; Maneja la interrupción provocada por los flags RI y TI cuando se recibe un byte por comunicación ; serie RS-232, o cuando se terminó de transmitir el último byte, respectivamente. ; Pone en R_CHAR el caracter recibido, y transmite el caracter almacenado en T_CHAR, siempre y cuando ; esté seteado el bit SEND_CHAR.

Saber Electrónica 20

;****************************************************************************************************** SI_HANDLER: JNB RI,SEND MOV R_CHAR,SBUF CLR RI SEND: JNB TI,END_SI_HANDLER JNB SEND_CHAR,END_SI_HANDLER CLR TI CLR SEND_CHAR MOV SBUF,T_CHAR END_SI_HANDLER: RETI ;****************************************************************************************************** ; GET PASSWORD ;****************************************************************************************************** GET_PASS: PUSH ACC MOV A,#PASS_LOADED ADD A,BYTES_PASS MOV R0,A MOV @R0,DIGIT INC BYTES_PASS MOV R1,BYTES_PASS CJNE R1,#0x04,NOT_LOADED LOADED: CALL COMPARE_PASS MOV BYTES_PASS,#0x00 JNB COMP_RESULT,NOT_LOADED SETB LOGUED NOT_LOADED: CLR DIG_PRESSED POP ACC RET ;****************************************************************************************************** ; SWITCH RELAY ON ; Setéa un bit en el puerto 1 (P1) para encender el relay solicitado. Por ejemplo, SETB P1.1 enciende ; el relay 1. Para ello, consulta el valor en DIGIT. ; Limpia los bits DIG_PRESSED y SWITCH_ON. ;;****************************************************************************************************** RELAY_ON: PUSH ACC MOV R0,DIGIT CJNE R0,#0x01,RELAY_ON_END SETB P1.1 ; se escribe en EEPROM el estado del relé (para darle persistencia) ORL WMCON,#EEMEN ; se habilita el acceso a EEPROM ORL WMCON,#EEMWE ; se habilita el acceso a EEPROM para escritura MOV DPTR,#RELAY_1_STATUS MOV A,#0x01 ; 0x01 significa "encendido" MOVX @DPTR,A ; escribe la EEPROM con el contenido del acumulador ; Loop de espera hasta que concluya la escritura a EEPROM LOOP_RELAY_ON: MOV A,WMCON ; se lee el estado de escritura de la EEPROM ANL A,#WDTRST ; se crequéa RDY/BSY JZ LOOP_RELAY_ON ; vuelve a loopear si está seteado BSY ("busy") XRL WMCON,#EEMWE ; se deshabilita el acceso a EEPROM para escritura XRL WMCON,#EEMEN ; se deshabilita el acceso a EEPROM CALL LONG_BEEP RELAY_ON_END: CLR DIG_PRESSED CLR SWITCH_ON POP ACC RET ;****************************************************************************************************** ; SWITCH RELAY OFF ; Limpia un bit en el puerto 1 (P1) para apagar el relay solicitado. Por ejemplo, CLR P1.1 apaga el ; relay 1. Para ello, consulta el valor en DIGIT. ; Limpia los bits DIG_PRESSED y SWITCH_OFF. ;****************************************************************************************************** RELAY_OFF: MOV R0,DIGIT CJNE R0,#0x01,RELAY_OFF_END CLR P1.1 ; se escribe en EEPROM el estado del relé (para darle persistencia) ORL WMCON,#EEMEN ; se habilita el acceso a EEPROM ORL WMCON,#EEMWE ; se habilita el acceso a EEPROM para escritura MOV DPTR,#RELAY_1_STATUS MOV A,#0x00 ; 0x00 significa "apagado" MOVX @DPTR,A ; escribe la EEPROM con el contenido del acumulador

; Loop de espera hasta que concluya la escritura a EEPROM LOOP_RELAY_OFF: MOV A,WMCON ; se lee el estado de escritura de la EEPROM ANL A,#WDTRST ; se crequéa RDY/BSY JZ LOOP_RELAY_OFF ; vuelve a loopear si está seteado BSY ("busy") XRL WMCON,#EEMWE ; se deshabilita el acceso a EEPROM para escritura XRL WMCON,#EEMEN ; se deshabilita el acceso a EEPROM CALL LONG_BEEP RELAY_OFF_END: CLR DIG_PRESSED CLR SWITCH_OFF RET ;****************************************************************************************************** ; GET RELAY STATUS ; Consulta si un relay está encendido o apagado, para lo cual accede al bit correspondiente ; en el puerto 1 (P1). ; Limpia los bits DIG_PRESSED y CHECK_RELAY. ;****************************************************************************************************** GET_RELAY: MOV R0,DIGIT CJNE R0,#0x01,GET_RELAY_END JNB P1.1,RELAY_IS_OFF CALL LONG_BEEP JMP GET_RELAY_END RELAY_IS_OFF: CALL SHORT_BEEP GET_RELAY_END: CLR DIG_PRESSED CLR CHECK_RELAY RET ;****************************************************************************************************** ; CHANGE PASSWORD ;****************************************************************************************************** CH_PASS: PUSH ACC MOV R0,#PASSWORD MOV R1,#0x00 NEXT: MOV @R0,DIGIT INC R0 INC R1 CLR DIG_PRESSED CJNE R1,#0x04,WAIT_BYTE JMP END_CH_PASS WAIT_BYTE: JNB DIG_PRESSED,WAIT_BYTE JMP NEXT END_CH_PASS: CALL LONG_BEEP CLR CHANGE_PASS CLR LOGUED ; le obligo al usuario que se vuelva a loguear POP ACC RET ;****************************************************************************************************** ; CHANGE RINGS ;****************************************************************************************************** CH_RINGS: PUSH ACC MOV Q_RINGS,DIGIT CLR DIG_PRESSED ORL WMCON,#EEMEN ; se habilita el acceso a EEPROM ORL WMCON,#EEMWE ; se habilita el acceso a EEPROM para escritura MOV DPTR,#Q_RINGS_X MOV A,Q_RINGS MOVX @DPTR,A ; escribe la EEPROM con el contenido del acumulador ; Loop de espera hasta que concluya la escritura a EEPROM LOOP_CH_RINGS: MOV A,WMCON ; se lee el estado de escritura de la EEPROM ANL A,#WDTRST ; se crequéa RDY/BSY JZ LOOP_CH_RINGS ; vuelve a loopear si está seteado BSY ("busy") XRL WMCON,#EEMWE ; se deshabilita el acceso a EEPROM para escritura XRL WMCON,#EEMEN ; se deshabilita el acceso a EEPROM CALL LONG_BEEP CLR CHANGE_RINGS POP ACC RET ;****************************************************************************************************** ; EXIT PROGRAM ; Desloguéa el usuario, y arranca todo nuevamente. ;******************************************************************************************************

;Continúa

Control de Equipos por la Red Eléctrica o Telefónica Tabla 1 - Programa del Circuito de Control por la Red Eléctrica (continuación) EXIT_PROGR:

CALL LONG_BEEP DEC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x50 INC SP MOV R0,SP MOV @R0,#0x00 RET

;****************************************************************************************************** ; COMPARE PASSWORDS ; Compara la password ingresada por el usuario contra la password almacenada en memoria. ; Setéa el CARRY si son iguales. ;****************************************************************************************************** COMPARE_PASS: PUSH ACC MOV R0,#PASSWORD MOV R1,#PASS_LOADED MOV R2,#0x00 NEXT_BYTE: MOV A,@R0 MOV AUX,@R1 CJNE A,AUX,BAD_PASS INC R0 INC R1 INC R2 CJNE R2,#0x04,NEXT_BYTE CORRECT_PASS: SETB COMP_RESULT CALL INTRO JMP END_CMP BAD_PASS: CLR COMP_RESULT CALL SHORT_BEEP END_CMP: POP ACC RET

SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 CPL P1.0 INC A CJNE A,#0xFF,LOOP1_LB INC R0 CJNE R0,#0x02,LOOP2_LB MOV TH0,#0x00 MOV TL0,#0x00 SETB ET0 SETB TR0 POP ACC RET

;****************************************************************************************************** ; SOUND ; Dados los parámetros FREQUENCY_H, FREQUENCY_L y LENGTH, emite un sonido. ;****************************************************************************************************** SOUND: PUSH ACC CLR TR0 ; se para el timer CLR TF0 CLR ET0 ; se deshabilita la interrupción asociada al timer 0 (porque ahora será usado con otro fin) MOV A,#0xFF LOOP2_SOUND: MOV R0,#0xFF LOOP1_SOUND: MOV TH0,FREQUENCY_H MOV TL0,FREQUENCY_L SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 CPL P1.0 ;****************************************************************************************************** INC R0 ; SHORT BEEP CJNE R0,#0xFF,LOOP1_SOUND ; Emite un beep corto. INC A ;****************************************************************************************************** CJNE A,LENGTH,LOOP2_SOUND SHORT_BEEP: PUSH ACC MOV TH0,#0x00 CLR TR0 ; se para el timer MOV TL0,#0x00 CLR TF0 SETB ET0 CLR ET0 ; se deshabilita la interrupción asociada al timer 0 (porque ahora será usado SETB TR0 con otro fin) POP ACC MOV R0,#0xFF RET LOOP2_SB: MOV A,#0xFF LOOP1_SB: MOV TH0,#0xFC ;****************************************************************************************************** MOV TL0,#0x18 ; DELAY SETB TR0 ; Espera una cierta cantidad de tiempo, especificada en LENGTH JNB TF0,$ ;****************************************************************************************************** CLR TR0 DELAY: PUSH ACC CLR TF0 CLR TR0 ; se para el timer CPL P1.0 CLR TF0 INC A CLR ET0 ; se deshabilita la interrupción asociada al timer 0 (porque ahora será usado CJNE A,#0xFF,LOOP1_SB con otro fin) INC R0 MOV A,#0xFF CJNE R0,#0x00,LOOP2_SB LOOP2_DELAY: MOV R0,#0xFF MOV TH0,#0x00 LOOP1_DELAY: MOV TH0,#0xFF MOV TL0,#0x00 MOV TL0,#0xCE SETB ET0 SETB TR0 SETB TR0 JNB TF0,$ POP ACC CLR TR0 RET CLR TF0 INC R0 ;****************************************************************************************************** CJNE R0,#0xFF,LOOP1_DELAY ; LONG BEEP INC A ; Emite un beep largo. CJNE A,LENGTH,LOOP2_DELAY ;****************************************************************************************************** MOV TH0,#0x00 LONG_BEEP: PUSH ACC MOV TL0,#0x00 CLR TR0 ; se para el timer SETB ET0 CLR TF0 SETB TR0 CLR ET0 ; se deshabilita la interrupción asociada al timer 0 (porque ahora será usado POP ACC con otro fin) RET MOV R0,#0xFF ;****************************************************************************************************** LOOP2_LB: MOV A,#0xFF ; INTRO LOOP1_LB: MOV TH0,#0xFE ; Genera una melodía para introducción MOV TL0,#0x0C ;******************************************************************************************************

INTRO:

MOV FREQUENCY_H,#0xFE MOV FREQUENCY_L,#0x0C MOV LENGTH,#0x02 CALL SOUND CALL DELAY CALL SOUND CALL DELAY CALL SOUND MOV LENGTH,#0x04 CALL DELAY MOV LENGTH,#0x02 CALL SOUND CALL DELAY CALL SOUND CALL DELAY CALL SOUND MOV LENGTH,#0x04 CALL DELAY MOV FREQUENCY_H,#0xFE MOV FREQUENCY_L,#0x0C MOV LENGTH,#0x02 CALL SOUND CALL DELAY MOV FREQUENCY_H,#0xFE MOV FREQUENCY_L,#0x5F CALL SOUND CALL DELAY MOV FREQUENCY_H,#0xFD MOV FREQUENCY_L,#0x8F CALL SOUND CALL DELAY MOV FREQUENCY_H,#0xFD MOV FREQUENCY_L,#0xD4 CALL SOUND CALL DELAY MOV FREQUENCY_H,#0xFE MOV FREQUENCY_L,#0x0C CALL SOUND RET

;****************************************************************************************************** ; DIGIT HANDLER ; Subrutina de "callback". De acuerdo al dígito presionado (opción seleccionada), setéa el bit ; correspondiente. ;****************************************************************************************************** DIG_HANDLER: OPTION_1:

OPTION_2:

OPTION_3:

OPTION_4:

OPTION_5:

OPTION_9:

DIG_HAN_END:

MOV R0,DIGIT CJNE R0,#0x01,OPTION_2 SETB SWITCH_ON JMP DIG_HAN_END CJNE R0,#0x02,OPTION_3 SETB SWITCH_OFF JMP DIG_HAN_END CJNE R0,#0x03,OPTION_4 SETB CHECK_RELAY JMP DIG_HAN_END CJNE R0,#0x04,OPTION_5 SETB CHANGE_PASS JMP DIG_HAN_END CJNE R0,#0x05,OPTION_9 SETB CHANGE_RINGS JMP DIG_HAN_END CJNE R0,#0x09,DIG_HAN_END SETB EXIT SETB DIG_PRESSED ; se setéa DIG_PRESSED, porque el exit es una operación unaria, ; y debe ingresar directamente a la subrutina EXIT_PROGR RETI CLR DIG_PRESSED CALL LONG_BEEP RET

END

Saber Electrónica 21

Artículo de Tapa P1.3 a P1.7: no utilizados. Puerto P2 P2.0: entrada del bit 4 desde binario. P2.1: entrada del bit 3 desde binario. P2.2: entrada del bit 2 desde binario. P2.3: entrada del bit 1 desde binario. P2.4 a P2.7: no utilizados.

el conversor DTMF a el conversor DTMF a el conversor DTMF a el conversor DTMF a

Puerto P3 P3.0: entrada de caracteres desde el controlador de comunicación serie (HIN232). P3.1: salida de caracteres hacia el controlador de comunicación serie (HIN232). P3.2: interrupción externa 0, disparada por el conversor DTMF a binario, cuando se ha recibido un caracter válido. P3.3: interrupción externa 1, disparada por el circuito detector de rings, cuando se recibe un ring por la línea telefónica. P3.4 a P3.7: no utilizados. En la figura 19 se aprecia el circuito eléctrico del proyecto. Si desea más información puede dirijirse a la página del autor. En la tabla 1 se brinda el programa que deberá ser grabado en el microcontrolador, si no quiere tipearlo, puede bajar el archivo desde la página del autor. Como conclusión, el autor indica que se cumplió con el objetivo establecido en el anteproyecto, administrando correctamente el tiempo y los recursos. Así también, la realización del proyecto nos permitió conocer en profundidad el funcionamiento de un microcontrolador, como también de otros circuitos integrados. En muchas oportunidades, los distintos obstáculos que se fueron presentando nos han permitido adquirir importante experiencia en la superación de los mismos. Listado de componentes A continuación se detallan los componentes utilizados en la implementación del proyecto: Una resistencia de 56 ohm 1W Una resistencia de 100 ohm Una resistencia de 820 ohm Dos resistencias de 1kΩ Dos resistencias de 2K2 Dos resistencias de 10kΩ Dos resistencias de 47kΩ Una resistencia de 56kΩ

Saber Electrónica 22

Una resistencia de 68kΩ Una resistencia de 220kΩ Una resistencia de 270kΩ Dos capacitores de 33 pF Dos capacitores de 10 nF - 100V Dos capacitores de 100 nF Un capacitor de 120 nF Un capacitor de 470 nF Cuatro capacitores de 1µF Dos capacitores de 1µF - 63V Un capacitor de 4,7µF Un capacitor de 10µF Un circuitos integrado AT89S8252 Un circuitos integrado HIN232 Un circuitos integrado ULN2003 Un circuitos integrado CM8870 Un Optoacoplador 4N27 Un Optoaislador LCA110 Un Puente de diodos W04 Un Transistor MPSA42 NPN Un Transistor MJE340 NPN Dos Diodos 1N5250 Un Diodo 1N4148 Cualquier microcontrolador basado en el 8051 es válido para el proyecto, pero en particular, el AT89S8252 permite la programación "en sistema" (ISP). Cualquier controlador para comunicación RS-232 es válido para el proyecto. Se recomendó el MAX232, y se optó por el HIN232 por ser más económico. El ULN2003 es un controlador para poder conectar diferentes cargas al circuito (relés, LEDs, displays, etc.). En nuestro caso lo utilizamos para controlar el relé, y para la generación de la onda acústica que emitimos a través de la línea telefónica. Otros componentes necesarios son: Un Relé TDS-0502 (o similar) Un Cristal 12MHz Un Cristal 3.5795MHz Un integrado L7805 Un Varistor Un Jack telefónico Un Pulsador Un Conector DB9 Un Conector DB25 Dos Jumper Dos Zócalos de 16 pines Un Zócalo de 18 pines Un Zócalo de 40 pines Una Plaqueta universal para montaje El L7805 es un regulador de tensión continua, que establece a su salida 5 volt. ✪

MONTAJE

Sistema de Refrigeración para Equipos de Audio En base a un proyecto de Luis Damián Monte León, publicamos el circuito de un dispositivo que consti tuye un “seguro” electrónico para aquellos disposi tivos que deben ser refrigerados cuando alcanzan una determinada temperatura. El montaje activa un venti lador cuando es necesario y da un aviso sonoro en caso de que dicho ventilador no esté en fun cionamiento.

Adaptación de Federico Prado

E

s común que un equipo de audio de potencia comience a distorsionar en la mitad de una reunión, especialmente cuando reproduce a máxima potencia. Esto se debe a que, muchas veces, la temperatura de los integrados de salida es excesiva, y por ende el equipo no funciona como corresponde; evidente-

mente, el agregado de un ventilador soluciona el problema. El asunto se complica porque dicho ventilador puede introducir algunas interferencias que son evidentes en baja potencia (cuando en realidad el ventilador no se precisa porque la temperatura del amplificador es baja) y casi no se perciben en alta potencia. Una solu-

ción puede ser enchufar y desenchufar manualmente el ventilador para evitar esas interferencias; pero esto puede constituir un trastorno y nada mejor que instalar un sistema automático. La solución puede estar en la colocación de un sistema como el que proponemos en este artículo. En la figura

Figura 1

Saber Electrónica 23

Montaje 1 se muestra el circuito, la parte superior constituye Figura 2 el corazón del proyecto. Por un lado se tiene una batería de 9V que alimenta al circuito “vigilante”. El Led D3 debe estar apagado indicando que la pila está buena. Cuando la pila está baja, en patas 12 y 13 del CD4093, la tensión caerá lo suficiente como para que la compuerta cambie de estado y así se encienda el led, indicando que se debe cambiar la batería. El ventilador es de 12V del tipo utilizado en equipos transistorizados y es comandado por Q2, Q3 y sus componentes asociados. En un primer momento, con temperaturas bajas, la termocupla debe representar un “corto” de modo que Q2 esté cortado, Q3 no conduzca y el ventilador esté apagado. Cuando se eleva la temperatura, la termocupla tendrá una tensión entre bornes que hará disparar a Q2, con lo cual se satura haciendo que conduzca Q3 y el ventilador se ponga en marcha para realizar la tarea de refrigeración. Pero puede ocurrir que nos hayamos olvidado de colocar la tensión de alimentación del motor, en ese caso sólo estará la alimentación de la pila; en las patas 8 y 9 del CD4093 no habrá tensión y por lo tanto en su salida habrá un “1” lógico que pondrá en marcha el oscilador formado por la compuerta CI1-c, C1 y R2. Esto, a su vez provoca que el transistor se sature en forma acorde con la frecuencia del oscilador y así el buzzer sonará en forma intermitente. Note que si la fuente de alimentación está conectada, a través

de R5 habrá un “1” en las entradas de CI1-b, razón por la cual en su salida existirá un “0” que bloquea el funcionamiento del oscilador y así el buzzer no sonará. Lista de Materiales Q1 - BC548 - Transistor NPN de uso general Q2 - BC337 - Transistor NPN de media potencia Q3 - TIP30 - Transistor PNP de potencia CI1 - CD4093BP - Integrado CMOS D1 - BAT85 - Diodo rápido D2 - 1N4001 - Diodo rectificador D3 - Led de 5mm color rojo D4, D5 - 1N4148 - Diodos de uso general R1 - 10k R2 - 1M

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R3 impide que la alarma suene a baja temperatura, dado que posee una conexión directa con la termocupla. Esto significa que la alarma comenzará a sonar si no está la tensión de funcionamiento del ventilador y si la temperatura ha alcanzado un valor de referencia, caso contrario, el buzzer permanecerá en silencio. La batería puede estar conectada permanentemente ya que en condiciones de reposo tiene un consumo similar al de los controles remotos, es decir, menos de 10µA con lo cual pueden pasar meses antes de tener que cambiarla, sólo tendrá un consumo mayor en caso de alarma o cuando está baja y se prende el led, pero esos son casos atípicos que queremos evitar. Los usos de este dispositivo pueden ser múltiples, adaptándolos para cada caso en particular pero, sin dudas, es un aparatito interesante como elemento de aviso de que algo no está bien. En lugar de la termocupla se puede utilizar cualquier otro sensor para lo cual se deberán realizar los cambios necesarios. ✪ R3 - 100 R4 - 100k R5 - 10k R6 - 3k3 R7 - 100 x 2W R8 - 1M R9 - 4k7 C1 - 1µF - Electrolítico x 25V C2 - 0,1µF - Cerámico Varios Termocupla, terminales, fuente de ali mentación, buzzer piezoeléctrico, venti lador pequeño, cables, etc

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RADIOARMADOR

Antenas de VHF y UHF para ver Toda la TV por Aire SIN NECESIDAD DE PAGAR A UN PROVEEDOR (P

RIMERA PARTE: L A ANTENA)

Cuando los operadores de TV que distribuyen señales a través de cable coaxil realizan enlaces para llegar a diferentes zonas, generalmente emplean el espectro radioeléctrico en la banda de UHF. Aprovechando que cualquiera puede captar estas señales, en esta sección brindaremos detalles de cómo captarlas y de qué manera llevarlas hasta nuestro televisor; es decir, explicaremos cómo puede ver muchos canales de televisión captados por antena. Autor: Ing. Alberto H. Picerno [email protected], [email protected]

Introducción En una época no muy lejana los TVs recibían sus señales del aire totalmente gratuitas mediante una antena. En el momento actual prácticamente todos los usuarios poseen conexión a una empresa de servicios paga que le envía señales de televisión por cable. Dentro de este cable pueden ingresar muchos canales a un domicilio. Casi todos son libres, es decir que sus señales no están codificadas; esos son los canales comunes que pueden recibirse por el pago del arancel mínimo. También ingresan otros canales llamados premiun que están codificados para que sólo los puedan abrir aquellos que abonan un arancel extra. Las señales de aire se mantienen sólo por la propaganda. Las emisiones de cable en un principio tenían prohibida la inclusión de propagandas pero actualmente poseen un sistema híbrido ya que le cobran al usuario y además incluyen propagan-

das. Por otro lado las emisiones premiun que estaban codificadas analógicamente en algunos lugares pasaron a tener una codificación digital, que los decodificadores piratas no pueden reconocer evitándose de este modo que se cometa un delito. Todo esto está variando la distribución de preferencias del publico que está migrando masivamente a la recepción por antena. La recepción por antena o por aire tiene ahora una oferta que antes no tenía; ahora existen los llamados canales de UHF. Se trata de un grupo de canales que son emitidos desde un mismo lugar, la mayoría de ellos codificados analógicamente con un sistema similar al de

NO Es Delito Captar Señales de TV Transmitidas por UHF En principio, según la ley actual, si Ud. capta una señal con una antena en su propia casa sin realizar ninguna conexión física a una línea coaxil o a una fibra óptica de otra persona, es libre de hacer lo que quiera con la señal captada siempre y cuando no viole los derechos de autor, es decir que comercie con la señal captada retransmitiéndola de algún modo. Si Ud. desea decodificar una señal con fines de investigación, nadie se lo puede prohibir ya que no constituye un delito PERO NO PUEDE COMERCIALIZAR NI EL SISTEMA NI LA SEÑAL DECODIFICADA.

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cable y otros totalmente libres y sin propaganda. Los decodificadores de cable pueden modificarse para recibir señales de aire y nuestro codi/deco universal sólo requiere una modificación menor que depende del grupo de canales recibido y por lo tanto de la zona de recepción. En este curso Ud. va aprender todo lo necesario para convertirse en un consumado instalador antenista incluyendo antenas colectivas para edificios o grupos de vecinos que operan en consorcio. Aprenderá a montar la antena, a tender los cables, colocar los conectores, orientarla y predisponer el TV o la video para re-

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Antenas de VHF y UHF cibir canales de aire de VHF y UHF. También aprenderá a calcular un sistema de antena colectiva y a realizar el tendido correspondiente. Las Bandas de Frecuencias de TV Este no es un curso teórico. Por lo tanto sólo vamos a darle una mínima explicación sobre la disposición de frecuencias de los canales de TV. Las radios funcionan a frecuencias del orden del MHz. Si las radios de AM de la banda de radiodifusión (530 a 1600 KHz) tuvieran antenas similares a las de TV, sus longitudes serían del orden de los kilómetros porque a medida que se reduce la frecuencia) aumenta la longitud de la antena. La frecuencia de trabajo de un TV comienza en la llamada banda de VHF I (Very Hi Frecuency = muy alta frecuencia); de aproximadamente 50 MHz y que va desde el canal 2 al 6. Luego continúa con los canales 7 al 13 formando la banda de VHF II que termina en los 250MHz; en esta banda, las antenas tienen dimensiones del orden del metro. Por arriba de esa banda, comenzando en los 400 MHz y terminando en los 750MHz tenemos la banda de UHF en donde las antenas tienen dimensiones del orden de los 30 cm.

el medio, entre las dos varillas se genera una tensión alternada de esa frecuencia, cuya amplitud depende de la potencia entregada a la antena transmisora y de la distancia entre ambas antenas. En la práctica, el dipolo elemental sólo se utiliza como elemento de comparación para evaluar las características de otras antenas. Por lo general las antenas poseen un dipolo elemental (también llamado irradiante o elemento activo) y una o más varillas cortas adelante del dipolo, llamada directores, que se complementan con otras más largas ubicadas por detrás llamada reflectores. Este agregado le confiere a la antena dos características muy buscadas la directividad y la ganancia. La ganancia de una antena indica cuanta tensión entrega la misma en comparación con un dipolo elemental colocado en la misma posición geográfica. A mayor cantidad de directores y reflectores mayor es la ganancia de una antena. La directividad indica la capacidad de una antena para rechazar canales que no están ubicados en el frente de la misma. En efecto, muchas veces se pretende que una antena reciba un canal deseado y rechace uno indeseado. Si el canal no deseado está ubicado sobre la directriz de la antena pero del lado de los

Figura 1 - Dipolo elemental.

reflectores, la antena produce el máximo rechazo. En otros puntos el rechazo será menor y sobre la directriz pero del lado de los directores no existe rechazo porque ése es el punto de máxima ganancia. En general lo que se pretende rechazar no son otros canales (ya que nunca se asignan canales de la misma frecuencia en posiciones cercanas) sino reflejos del propio canal en edificios o accidentes geográficos como cerros y montañas. En efecto, las señales de TV viajan en línea recta pero pueden ser reflejadas en objetos metálicos, de mampostería, de cemento con barras de acero o simplemente en objetos aislantes mojados por la lluvia o húmedos por el rocío.

Diferentes Tipos de Antena de TV

Las Antenas deTV Una antena elemental consiste en una varilla de aluminio cortada en el medio, que toma el nombre de “dipolo elemental”. Las dimensiones exactas del dipolo elemental depende del canal recibido, pero su forma es la indicada en la figura 1. Si un dipolo elemental se ubica en el campo de radiación de una antena transmisora que emite en su frecuencia de trabajo, en

Figura 2 - Versión moderna de la antena Yagui con 6 directores y 8 reflectores.

La antena de TV más conocida fue diseñada por un científico Japonés llamado Yagui y su antena se reconoce por su nombre o por el nombre de “dipolo plegado” debido a que el elemento activo está plegado sobre símismo. En la figura 2 se puede observar la versión moderna de una antena Yagui para UHF. Observe que el único elemento activo de esta antena es el último del barral central (el que provee la señal). El mismo está conectado a una

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Radioarmador caja de plástico en donde se encuentra un componente llamado “balun” cuya función se verá mas adelante en este mismo curso. Las 6 varillas anteriores deben orientarse hacia el transmisor y se encarga de recibir señal y retransmitirla al dipolo activo. La parrilla posterior contiene los 8 directores que se encargan de tomar la señal y reflejarla sobre el dipolo activo. Este dispositivo tiene una ganan-

cia 5 veces mayor que el dipolo elemental y su directividad es del orden de los 50º es decir que puede considerarse muy direccional y por lo tanto capaz de rechazar ecos o fantasmas laterales o traseros. El tamaño hace a la banda de trabajo de la antena. Si es más grande captará las bandas de VHF III y si es más grande aún, la banda VHF I. Pero si está cortada para una banda difícilmente tendrá buena ganancia en

Figura 3 - Versión moderna de una antena tipo Yagui con 10 directores y 8 re flectores.

otra. En la figura 3 se puede observar otra antena del mismo tipo pero con mayor cantidad de elementos pasivos de modo que su ganancia es de 7 veces. En la actualidad se producen antenas llamadas “colineales tipo lambda” que tienen mejores características que las antenas Yagu,i aunque un mayor precio debido a su construcción más compleja. En la figura 4 se puede observar una colineal chica. Esta antena tiene una ganancia 7 veces mayor con respecto al dipolo elemental a pesar de que su tamaño es menor a la Yagui de 10 directores. Cuando se necesita una gran ganancia se puede recurrir a antenas del tipo colineales de mayor tamaño como la que mostramos en la figura 5 y que tiene una ganancia 10 veces mayor que el dipolo elemental. Hasta aquí observamos sólo antenas de UHF pero para tener una recepción de banda completa se necesitan dos antenas. Una de UHF y otra de VHF. Existe una gran variedad de antenas de VHF pero nosotros sólo mostraremos una de ejemplo del tipo Yagui para canales del 5 al 13. En la próxima edición continuaremos con este tema, indicando cuál es el cable coaxil adecuado y cuándo se debe colocar un amplificador de antena. ✪

Figura 5 - Antena colineal de 18 directores y 16 reflectores.

Figura 6 - Antena de VHF tipo Yagui para canales del 5 al 13.

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Figura 4 - Antena colineal de 4 direc tores y 8 reflectores.

MICROCONTROLADORES

Sugerencias y Soluciones para Microprocesadores PIC de 8 BIT

Tips para Microcontroladores PIC de 8 patas El 8 de mayo pasado se realizó, en Buenos Aires, el seminario Road Show de Microchip. En el se presentaron los nuevos dispositivos de Microchip para aplicaciones embebidas como la familia PIC32, micros con USB Host embebidos y soluciones para Wifi. También se presentó la nueva familia PIC16F88X, 12F1XXX y 16F1XXX. A los asistentes se les entregó un manual con tips sumamente útiles para encarar el diseño de sistemas con PIC y, como lo consideramos muy valioso para nuestrros lectores, queremos compartir su contenido. En esta nota hablaremos brevemente sobre el “Microchip Road Show Argentina 2009” y daremos algunos tips que nos parecen útiles. Informe preparado por Federico Prado

Microchip ROAD SHOW ARGENTINA 2009 Al Seminario asistieron más de 330 personas provenientes de todo el país e icluso de países limítrofes. La jornada comenzó a las 09:30 y la apertura estuvo a cargo de André Rabner, Gerente de la compañía Artimar, representantes de Microchip para toda América Latina. A continuación, el Ingeniero de Entrenamiento Stu Chandler inició el primer seminario del día en el cual se hizo una revisión de toda la plataforma que actualmente tiene Microchip en cuanto a Herramientas y Dispositivos. También presentó las características sobresalientes de la Arquitectura PIC “Línea Media Mejorada”, integrada por los PIC16F1XXX y PIC12F1XXXX que se caracterizan por ampliar la capacidad de los PIC “Línea Media” y su set de instrucciones. A partir de las 14:00 se iniciaron 4 talleres. El Ing. Ricardo Vecchio, Ing.

de aplicaciones de Microchip, disertó sobre protecciones EMI y soluciones sencillas para MCU PIC de 8 BITS; Alejandro Airoldi de MCElectronics estuvo a cargo del taller Ethernet, y el Prof. Andrés Raúl Bruno Saravia,

Certified Trainer y encargado del RTC Argentina, estuvo a cargo del taller sobre la Placa STARTER KIT PIC24F. Las conclusiones o “seminarios finales” estuvieron a cargo del Prof. Andrés Raúl Bruno Saravia, el cual di-

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Microcontroladores sertó sobre cómo migrar desde PIC16F87XA a PIC16F88X, para lo cual además de la presentación, preparó y mostró un software que usaba el ADC (2 canales), un LCD y la UART el cual estaba inicialmente diseñado para PIC16F877A y se migró a PIC16F887. El software se mostró funcionando sobre una placa de entrenamiento con uno y otro micro para poder comparar uno y otro software aplicando lo visto en teoría. Continuó con el tema “Mtouch Capacitivo” mostrando los principios que rigen la implementación de Mtouch y cómo desarrollar el software, además de un ejemplo usando PIC10F206. A los asistentes al seminario se les entregó un libro de "soluciones rápidas” para MCU de 8 BITS de Microchip, una carpeta con información y algunos Micros PIC y/o PEN DRIVERS. También se montaron Stands con herramientas de desarrollo y placas de aplicaciones de distintas empresas de nuestro medio que fabrican sus sistemas con PICs. Saber Electrónica quiere compartir parte del material recibido y, para ello, desde este número queremos hacer una recopilación de los tips y soluciones más destacadas para microcontroladores de 8 BITS, comenzando con sugerencias para los PICs de 8 patas.

Sugerencias para Microcontroladores PIC® de 8 Pines Microchip continúa presentando sus productos innovadores que son más pequeños, rápidos, fáciles de usar y confiables. Los "8-pin Flash Microcontrollers (MCU)” son usados en un amplio rango de productos cotidianos, desde cepillos de dientes y secadores de pelo, hasta productos industriales y de medicina. El “PIC12F629/675 MCU” reúne todas las ventajas de la arquitectura del PIC® MCU y la flexibilidad de la

memoria Flash dentro de un integrado de 8 pines. Provee las características y la inteligencia que antes no estaban disponibles por costos y limitaciones de espacio. Las características incluyen un set de instrucciones de 14 bits, encapsulado pequeño, amplio rango de operación desde 2.0 hasta 5.5 volt, oscilador interno programable de 4MHz, memoria EEPROM onboard, referencias de voltaje on-chip y hasta 4 canales de 10 bits A/D. La flexibilidad de la memoria Flash y las excelentes herramientas de desarrollo, que incluyen "low-cost In-Circuit D e b u g g e r ", "In-Circuit Serial Programming™" y "MPLAB® ICE 2000 emulation", hacen que estos dispositivos sean ideales para cualquier aplicación de control embebida. La siguiente serie de "Tips o Sugerencias" puede ser aplicada a una variedad de aplicaciones que ayudan a construir los sistemas más dinámicos.

1) Oscilador RC de Velocidad Dual Es posible hacer que el PIC trabaje con dos velocidades en función de terminados parámetros. En la figura 1 se encuentra graficada esta sugerencia en la que se destaca lo siguiente:

GP0 = Input: Baja velocidad -> corrientes pequeñas. GP0 = Output : Alta velocidad -> procesamiento rápido.

2) Multiplex para Entradas o Salidas En función de los datos presentes en las patas del puerto, ya sea que estén configuradas como entradas o salidas, es posible “habilitar” o encender una combinación múltiple de leds. El circuito porpuesto se muestra en la figura 2. Un diodo o una combinación de diodos puede ser habilitada alternando los I/Os entre high (estado alto) y low (estado bajo), o estableciéndolos como "inputs" (entradas). El número de diodos que se pueden controlar depende del número de I/Os (GP) utilizados. La cantidad de diodos máxima responde a

1. Luego de un reset, el pin I/O está en alta impedancia (Z) 2. Output '1' en el pin I/O 3. R1, R2 y C determinan la fre cuencia de oscilación 4. También funciona con capaci tores adicionales. La frecuencia del microcontrolador en modo “Oscilador RC” (RC oscillator mode) depende de la resistencia y capacidad presentes en el pin OSC1. Ahora bien, la

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resistencia cambia con la tensión de salida en GP0. GP0 en '1' pone R2 en paralelo con R1 reduciendo la resistencia en OSC 1 y aumentando la frecuencia. GP0 como entrada aumenta la resistencia en OSC1 minimizando la corriente en R2, disminuyendo la frecuencia y el consumo de potencia. En resumen:

Figura 1 Figura 2

Tips para Microcontroladores PIC de 8 Patas Tabla 1

Leer 0 Para chequear estado 0: Leer 0 en el pin. Para chequear estado 1: Leer 1 en

Tabla 2

la siguiente fórmula: D = GP x (GP - 1). Por ejemplo, para 3 patas del puerto se tendrá: D = 3 x (3-1) = 6 Como ejemplo, en la tabla 1 se grafica cuáles diodos estarán encendidos en función del estado de cada pata del puerto. Z es un estado indefinido o de alta impedancia.

3) Cómo Chequear el estado Z en la pata de un PIC El arreglo de la figura 3 permite chequear estado Z o de alta impedancia. Figura 3

A los fines de adquirir práctica y capacitarse, haga lo siguiente:

el pin. Como puede observar en la tabla 2, el jumper tiene 3 posibles estados:

hubo un incremento en el Timer1 que indica que el switch está cerrado. Cada bit del registro del DP representa la posición del switch correspondiente. Estableciendo el Timer1 en FFFFh y habilitando su interrupción, un incremento causará un "rollover "y generará una interrupción. Esto simplifica el software ya que se elimina el testeo del bit en el registro TMR1L . Como ejercicio, secuencialmente establezca cada GPI/O en "Input" y verifique si hubo un incremento en el TMR1 (o “0” si se usa el pin I/O estándar), use el programa de ejemplo de la

No conectado, Link 1 y Link 0. El capacitor se carga y descarga dependiendo del voltaje de I/O permitiendo el estado “no conectado”. El software debe chequear el estado NC primero llevando el I/O a H, leyendo el 1 y llevando el I/O a L y leyendo el 0. Los estados “Link 1” y “Link 0” son leídos directamente.

4) Cómo Simplificar la Lectura de Dip Switches La entrada del temporizador puede ser usada para testear que switch(s) está cerrado de una serie de interruptores conectados en los terminales del puerto. Note en el circuito de la figura 4 que el terminal T1CK1 (Timer1) tiene una resistencia pull-up. Secuencialmente, cada switch I/O es seteado como “1” y se chequea si

Tabla 3

tabla 3. 5) Cómo Escanear Varios Interruptores con una Sóla Entrada del PIC El tiempo requerido para cargar un capacitor por medio de una resistencia, depende de su constante de tiempo (en el circuito de la figura 5 depende de Figura 5

Figura 4

a) Leyendo un “1” Lleve el pin "Output" a "high" Setee como "Input" Leer 1 b) Leyendo un “0” Lleve el pin "Output" a "low" Setee como "Input"

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Microcontroladores la resistencia entre Vdd y el capacitor). Al apretar un pulsador, Vdd se conecta a un punto diferente del conjunto de resistencias haciendo que la resistencia “se conecte”, disminuyendo el valor de resistencia que “ve” el capacitor, lo cual reduce el tiempo de carga del capacitor. Un timer es usado con un comparador o con una entrada digital para medir el tiempo de carga del capacitor. Este tiempo es utilizado para determinar qué pulsador fue apretado. La secuencia que debe seguir el software es la siguiente:

"high" y GP2 como entrada para medir el tiempo de carga del capacitor. En síntesis, para tener este arreglo se debe hacer lo siguiente:

GP1 debe estar conecta do al común de los pul sadores. Tiene que habilitar el “wake-up on port change”. Debe establecer GP1-> entrada y GP2 "high" antes del "Sleep". Al presionar un pulsador 1. Configurar GP2 para que se debe hacer que el PIC entregue una baja tensión para despierte y GP2 debe llevarse descaragar el capacitor mediante la R a low para descagar el capade I/O. citor. 2. Configurar GP2 como un com Tiene que establecer GP1 parador de entrada y CVREF. en “high” con el "wake-up" 3. Utilizar un timer para medir el para detectar pulsador. tiempo. Si este tiempo medido es mayor que el máximo permitido entonces se debe repetir; sino se 7) Manejo de un puede determinar cual de los pul Teclado 4x4 sadores fue presionado. con una sola entrada En síntesis, cuando se aprieta un pulsador, el divisor resistivo provoca un cambio en el valor de RC.

6) Escaneo del Estado de Cualquier Llave y Preparándose para Sleep Se puede agregar un I/O adicional para despertar el sistema cuando se presiona un pulsador. Si se arma el arreglo de la figura 6, antes de entrar en modo "sleep", debe configurar GP1 como entrada habilitando el "interrupt on change" y GP2 debe estar configurada como salida "high". La resistencia de pull down mantiene GP1 en estado bajo (low) hasta que se aprieta un pulsador. Así, GP1 es llevado a “high” vía GP2 y Vdd, generando la interrupción. Luego, P2 se configura como salida en estado bajo (low) para descargar el capacitor por medio de la R = 220Ω. GP1 se configura como salida

Figura 7

Seleccionando cuidaFigura 8 dosamente el valor de las resistencias del circuito de la figura 8, cada pulsador genera un único voltaje. Este voltaje puede ser medido con el A/D para determinar qué pulsador fue presionado. Para conseguir un buen resultado se tienen que emplear línea de datos a "low" o inhabilita al resistencias de precisión. El A/D mide transistor que permita que el "pull-up" alrededor de “0” cuando no se presiona pase a "high" para enviar datos al receptor. ningún pulsador. El Vdd se suministra al emisor por medio de la línea de datos. El capacitor estabiliza el Vdd del emisor y el diodo 8) Power/Data con un solo Pin previene la descarga del capacitor Un único I/O puede ser usado para mediante la línea de I/O cuando está manejar datos unidireccionales y como en low. El Vdd del emisor es una caída una fuente para otro microcontrolador. de diodo menor que el del receptor. Para lograr esto, la pata I/O se matiene En la próxima edición continuare en "high" por medio de una, tal como se muestra en la figura 8 R de "pull-up" mos describiendo algunos “tips” sugeri conectada a Vdd. El emisor utiliza un dos por Microchip para el uso de su transistor "pull-down" para llevar la microntroladores de 8 BITs. ✪

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Figura 6

SERVICE

Este es un artículo de transición hasta que tengamos terminado y probado el nuevo amplificador PWM con las últimas modificaciones indicadas en la entrega anterior pero creemos que va a ser interesante por que explicaremos cómo se construye un parlante analógico y su variante digital. Por: Ing. Alberto Horacio Picerno [email protected]

Introducción El parlante de imán permanente es tal vez uno de los componentes más viejos de nuestra especialidad. Formaba parte de los primeros receptores de radiotelegrafía de comienzos del siglo pasado con una estructura muy similar a la actual. Inclusive un parlante digital no es más que una pequeña variante de un parlante analógico y por lo tanto un primo de aquellos parlantes pioneros. Si lo analizamos bien no hay muchos componentes activos que hayan acompañado al parlante desde aquellos confines del tiempo hasta EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRÓNICA Herrera 761/763 Capital Federal (1295) TEL. (005411) 4301-8804

EDICION ARGENTINA Nº 115 NOVIEMBRE 2009 Distribución: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. (4301-4942) Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay: RODESOL: Ciudadela 1416 - Montevideo

nuestros días. La primitiva válvula es un tiranosaurio Rex comparada con los actuales dispositivos amplificadores de potencia y un circuito integrado es como una manada de tiranosaurios para hacer una comparación grosera. Por lo tanto declaro al parlante como rey por su permanencia en los equipos electrónicos desde comienzos del siglo pasado y en este artícule vamos a indicar cómo está construído con clarísimas fotografías de alta definición. Por supuesto que lo que le brindamos aquí no es suficiente para dedicarse a fabricar parlantes, pero

puede ser el comienzo de su aprendizaje ya que existen muchas fábricas unipersonales de parlantes y las técnicas y los componentes a utilizar se consiguen normalmente (por lo menos en Argentina). Para fabricar parlantes sólo hay que tener una gran habilidad manual, buenos conocimientos de mecánica, electricidad, acústica y sobre todo buen oído, porque la prueba final es la misma que hace un lutier luego de fabricar un violín o una guitarra. La prueba de oído es infaltable y no reemplaza al mejor recinto o cámara anecoica con el mejor trazador de audio.

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Director Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción José María Nieves Producción José Maria Nieves Staff Teresa C. Jara Olga Vargas Luis Leguizamón Alejandro Vallejo

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Service Un parlante o mejor un parlante con su gabinete, acústico, es un instrumento musical y como tal lo debemos tratar. Con esto estamos diciendo que cada parlante debe tener su propia caja diseñada a propósito para él y si se trata de un baffle sintonizable debe ser ajustado para un determinado parlante como una tarea artesanal. Debido a la índole del componente a fabricar vamos a centrarnos

en los parlantes de elevada potencia ya que los pequeños tienen un mercado cerrado por las importaciones de los países de Oriente con productos muy económicos de muy bajas prestaciones. En tanto que el mercado de los parlantes de gran potencia es particularmente local, debido al costo del flete. Es decir que en Argentina hay fabricantes de parlantes y componentes para parlantes que prácticamente cubren la

mitad del mercado local. Y de bafles casi podríamos decir que cubren todo el mercado, debido a su volumen y peso. Por supuesto nos referimos a los bafles de verdad, a los de madera de gran volumen; no a los bafles de plástico que forman parte de los centros musicales y que suenan a lo que son: a plástico. Un baffle debe ser de madera pesada porque la teoría indica que las paredes del gabinete no deben moverse junto con el volumen de aire interno. Si se mueven es un baffle trucho.

La Campana del Parlante

Figura 1 - Campana de parlante.

Antiguamente los coches se armaban sobre un chasis de fierro. Luego se fabricaron carrocerías autoportantes. La campana de un parlante se puede considerar como una carrocería autoportante. Ver la figura 1. Por lo general todas las campanas actuales son de chapa estampada auque aún pueden encontrase de fundición de hierro. El estampado parte de un cono romo con nervaduras que aumentan su resistencia estructural. Posteriormente se fabrican los agujeros de salida de aire de los costados del cono, el agujero circular de la superficie romo donde luego se colocará la bobina móvil, el imán y los agujeros de sujeción al baffle. El material utilizado es hierro con algún tratamiento de galvanoplastia y/o pintura para conferirle resistencia a la oxidación. Sobre esta pieza terminada se armarán y centrarán el resto de los componentes.

El Cono

Figura 2 - Fotografía de un cono colocado sobre una campana con una bobina móvil suelta a su lado

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El material del cono es una de las partes más delicadas de la estructura del parlante. Por lo general son de papel moldeado a presión cuando el papel está aún mojado;

Construcción de un Parlante aunque existen algunos de plástico fabricado por vacum como se fabrica un blister de embalaje. Ver la figura 2. En la fotografía se destaca la suspensión del cono que son las ondulaciones existentes en el borde superior que permitirán que el mismo se mueva hacia arriba y hacia abajo cuando el cono se pegue definitivamente a la campana y se agregue una arandela de cartón o de goma encima para que separe levemente el cono de la superficie del baffle. También se observa que el cono termina en la parte inferior en un agujero con una pestaña hacia abajo, donde se pegará la bobina móvil monofilar para el parlante analógico y la multifilar para el parlante digital. Hasta este punto tenemos una campana con un cono pegado en su borde superior y una arandela de cartón encima de la parte pegada del cono. Y en la parte inferior la bobina móvil pegada en la pestaña inferior. La pulpa de papel utilizada para fabricar el cono es uno de los secretos mejor guardado de los fabricantes de productos para parlantes ya que el mismo es fundamental para la reproducción de los sonidos medios y agudos. Por ejemplo; si el cono es muy rígido reproduce muy bien los agudos pero en detrimento de los medios. Por este motivo los twitters tienen un cono bañado en resina epoxi. El tipo de suspensión es fundamental para la reproducción de bajos al extremo que se fabrican conos compuestos con la suspensión de goma o impregnados en goma en la zona de la suspensión. Estos parlantes pertenecen, por lo general, a la línea profesional porque estas características aumentan la duración de los parlantes utilizados a máxima potencia. Con el uso intensivo, los conos de papel se rompen siempre en la suspensión, que es la zona so-

Figura 3 - Araña y plaqueta de conexión

metida a un trabajo más intenso. Cuando Ud. observe un parlante con la suspensión debilitada puede reforzarla pintando esa zona con adhesivo permanente para darle un acabado de goma y aumentar su vida. Si no lo hace rápidamente, la bobina se moverá rozando el entrehierro y en poco tiempo se destruye totalmente. El pegado del cono y la bobina móvil es fundamental para la durabilidad ya que esta unión está sometida a las máximas solicitaciones. Por lo general se pegan con resinas termocementables de gran adhesividad y probadas para trabajo pesado.

La Araña de Suspensión El espacio destinado al entrehierro de la bobina móvil debe ser lo más pequeño posible. Por eso es fundamental que el cono se mueva con un movimiento perfectamente axial. Hasta ahora el único sistema de guía del movimiento es el corrugado superior del cono, que no es suficiente para garantizar un movimiento axial. El cono debe trabajar en un sis-

Figura 4 - Paralelogramo deformable

tema de suspensión por paralelogramo deformable, en donde el corrugado forma la unión superior. Se impone agregar una pieza mecánica flexible, también corrugada, cerca de la bobina móvil que se llama “araña”. Ver la figura 3. Esta araña es de un material muy resistente formado por una tela abierta y una resina epoxi que evitan la posibilidad de que se produzcan movimientos perpendiculares al eje del parlante.

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Service

Figura 5 - Imán anular.

En la misma fotografía se puede observar una plaqueta preparada con remaches soldables para realizar allí las terminaciones de la bobina móvil tanto unifilar como multifilar (en nuestro caso preparada para 8 bits). En la figura 4 se puede observar un diagrama mecánico de la suspensión a paralelogramo deformable.

El Imán Los imanes para parlante fueron probablemente el componente del parlante que sufrió mayores cambios. Originalmente eran electroimanes que formaban parte del choque de filtro de la fuente. Más adelante se utilizó un material de gran remanencia llamado Álnico porque estaba compuesto por aluminio, níquel y cobalto. En el momento actual se utiliza ferrite, que es una mezcla de partículas de hierro y resina epoxídrica. Los imanes, salvo la magnetita en su forma original, que sólo se encuentra cerca de la ciudad de Magnesia en Asia Menor se fabrican a partir de un protoimán, que es un material generalmente compuesto

Figura 6 - Componentes del circuito magnético.

de hierro que posee lo que se llama magnetismo remanente. Cuando estos materiales se someten a campos magnéticos intensos por un breve período de tiempo conservan sus propiedades magnéticas, aunque algo disminuidas en su intensidad. Los imanes secundarios así formados suelen perder parte de su magnetismo a lo largo del tiempo, salvo que se los guarde con un cortocircuito magnético; es decir con un circuito magnético cerrado que comunique el polo positivo y el negativo. Cuando se desarma un parlante se debe tener la precaución de mantener armado el circuito magnético dejando sólo el pequeño entrehierro original. Nunca guarde el imán separado del resto de los materiales del circuito magnético. En la fabricación siempre se deja el ferrite sin magnetizar hasta el último momento en que se arma el parlante en forma definitiva. El dispositivo magnetizador es una bobina a la que se le hace pasar una corriente continua pulsante desde la red de canalización de energía eléctrica. Posee diodos rectificadores en puente de alta corriente y la instalación debe ser reforzada por

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Figura 7 - Sistema magnético armado.

las elevadas corrientes circulantes. En la figura 5 se puede observar un imán anular clásico. ¿Dónde están los polos? La cara visible en la figura es un polo, la invisible el otro. Es evidente que el camino magnético es muy corto y el camino por el aire muy grande. El lector comprende ahora por qué le dijimos que se debe guardar cortocircuitado magnéticamente o armado. En la figura 6 se observan todas piezas desarmadas del circuito magnético y la bobina móvil que ingresa

Construcción de un Parlante

Figura 8 - Bobina unifilar sobre cartón y sobre un tubo abierto de aluminio

en el entrehierro. La pieza polar más clara recibe al imán, en tanto que la más oscura se coloca arriba cerrando el camino magnético salvo en un aro que oficia de entrehierro donde se monta la bobina móvil. La pieza superior tiene dos perforaciones para anclarla a la campana. En la figura 7 se puede observar todo el sistema magnético armado con una bobina móvil al costado y luego indicando su posición final cuando se arma todo el parlante. Todo el circuito magnético está preparado para que en el mínimo entrehierro se produzca un campo magnético máximo. El campo magnético del imán es una de las características que más se mejoró en los últimos tiempos, permitiendo fabricar los parlantes de los teléfonos celulares con un rendimiento acústico muy elevado para su pequeño tamaño.

La Bobina Móvil La bobina móvil es una de los componentes más complicados de realizar aunque su fabricación parezca de lo más simple. En el fondo no es más que una bobina de dos o tres capas de alambre delgado. El problema está en las solicitaciones mecánicas; en efecto, la bobina móvil es el motor que mueve el cono para que éste, a su vez, mueva el aire generando presión sonora (ener-

gía acústica). Es decir que es un tremendo trabajo mecánico para unas pocas espiras de alambre. En realidad no es un problema demasiado distinto al de los bobinados de los motores de CC o de CA y se resuelve del mismo modo: utilizando un alambre especial con un esmalte termocementable. Una vez fabricada la bobina se la hace circular CC para que la bobina se caliente y funda el recubrimiento exterior al esmalte aislador. De este modo todas las espiras se pegan entre sí y al carretel comportándose casi como si fuera de una sola pieza de cobre. El otro problema, tan importante como el mecánico, es el térmico y aquí se deben realizar algunas consideraciones muy importantes si no se quiere fabricar un parlante que dure muy poco. A un parlante le ingresa energía eléctrica y él la transforma en energía acústica. Si el rendimiento fuera unitario toda la potencia que ingresa sale y la bobina no se calienta. Pero como el rendimien-

Figura 9 - Bobina digital multifilar

to no es nunca unitario parte de la potencia de entrada se queda dentro del parlante y la bobina se calienta. Como el rendimiento depende del imán y el circuito magnético, podemos asegurar que el parlante mudo por falta de campo, es el que más calienta y el que menos dura porque superado el punto en que el cemento se vuelva pastoso la bobina se deforma, roza con el hierro y como la campana está conectada a masa, produce un cortocircuito en la salida del amplificador. Una experiencia importante si Ud. desarma un parlante y deja la bobina móvil al aire y la conecta a un amplificador a la cuarta parte de la potencia que soporta el parlante, directamente se produce una llama. Aun con parlantes de un rendimiento normal el problema del sobrecalentamiento de la bobina suele ser un factor que acorta la vida de los parlantes. Cuando un transistor se calienta Ud. qué hace? Lo monta sobre un disipador de aluminio. Con la bobina móvil se hace lo mismo. Los parlantes profesionales de mayor potencia usan una base de aluminio. Pero observe que no dijimos tubo sino base. En efecto, si fuera un tubo conductor se comportaría como un secundario en cortocircuito y probablemente se fundiría. La solución es un tubo abierto como se puede observar en la figura 8, en donde se distingue el tubo clásico de cartón y el de aluminio para una bo-

Figura 10 - Centrado del cono con 4 cuñas.

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Service bina analógica unifilar. En la figura 9 vemos una bobina multifilar sobre un tubo de aluminio abierto preparada para un parlante de 5 bit. Como se puede observar, el bobinado multifilar tiene una entrada común a la izquierda y 5 salidas a la derecha de 1, 2, 4 y 8 alambres de 0,04 mm de diámetro a la derecha del tipo termocementable. Esta bobina se pega al cono y luego los alambres de 1 a 8 conductores se conectan a 5 ojalillos montados sobre el cono y de allí se conectan a la plaqueta con los ojalillos que operan como terminales de salida digital del parlante. El terminal común se conecta a una fuente negativa o positiva operando como bit más significativo. La conexión del cono a la plaqueta se realiza con el llamado alambre “cola de ratón” que es un hilo de algodón enmallado con alambres de cobre de 0,07 mm y que posee una elevada flexibilidad. La conexión debe formar un rulo amplio para evitar que vibre en la zona de la soldadura donde no tiene flexibilidad. Los alambres de entrada/ salida se pegan al cono y a la bobina con una resina epoxi líquida para evitar que vibren y se rompan.

campana y observe que el tubo de la bobina móvil y el cilindro de hierro del circuito magnético se pueden ver desde el frente. Por supuesto, como el cono no está centrado, ambos elementos se tocan en alguna parte del perímetro. Coloque cuatro cuñas, cortadas de película radiográfica en desuso, entre el cilindro y el tubo de modo que quede perfectamente centrado por la curvatura de las cuñas como lo indica la figura 10. En la figura observamos cómo la curvatura de las cuñas centran perfectamente al cono, para que el mismo se pueda pegar a la campana por arriba y la araña a la campana, por debajo. Posteriormente se pega el guardapolvo o domo central, generalmente con la marca del fabricante del parlante, para evitar que ingrese polvo a la bobina móvil y la arandela de cartón o goma en la periferia de la campana para que ésta apoye so-

bre la caja acústica. Este procedimiento de centrado se puede utilizar con parlantes usados que rozan levemente. En este caso se debe despegar el domo; colocar las cuñas y mojar el cono con agua y un rociador de perfume. Dejarlo secar y con un poco de suerte, la bobina móvil deja de rozar porque el cono se reacomoda. Es muy importante que la bobina móvil quede a la altura correcta. Esta altura es la precisa para que la bobina móvil quede centrada con la arandela superior del circuito magnético. En este lugar el campo magnético es lineal. Si la bobina no queda centrada, el campo magnético donde se mueve es alineal y se produce una distorsión del sonido. Esta alineación se realiza por cálculo mecánico de las piezas, controladas con un calibre y luego por una prueba dinámica con un tono senoidal de 1kHz. Realmente debería utilizar una cámara anecoica, un micrófono profesional, un amplificador paramétrico y un medidor de distorsión, si Ud. tiene disponible todos estos elementos.

Prueba Final Centrado del Parlante Hasta ahora tenemos dos juegos de piezas armadas. Por un lado el cono con su bobina móvil y su araña y por otro la campana con el circuito magnético bien amurado a ella. Queda por realizar un montaje preciso para que la bobina móvil se mueva libremente en su entrehierro con una luz pareja en todo su recorrido. Coloque el cono en la

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Figura 11 - Parlante instalado.

Las primeras pruebas del parlante deben realizarse con tonos de audio y un gabinete acústico de probado buen funcionamiento sintonizado para este parlante según lo indicáramos en el capítulo correspondiente. Esto garantiza la mejor respuesta en bajos del sistema. Imaginemos que Ud. encuentra que el parlante y el bafle resuenan en 70Hz. Inmediatamente

Construcción de un Parlante debe ajustar el corte inferior de su amplificador en una frecuencia 30% mayor para evitar la distorsión de frecuencia por resonancia. Esto último es lo recomendable si Ud. quiere un sistema de audio de baja distorsión en donde va a reproducir por ejemplo música de ópera, es decir voz humana e instrumentos musicales. Si va a reproducir “marchas” es muy probable que se permita dejar la resonancia dentro de la banda pasante del amplificador para que los bajos muevan mucho aire. De cualquier modo es conveniente escuchar la voz del locutor porque cuando se deja una respuesta a bajos muy exagerada, la voz humana se escucha como si el locutor hablara desde adentro de un barril. Luego de ajustar el corte explore toda la banda con un oscilador de audio o pida en la editorial el disco “CD de prueba con tonos de audio” para analizar la respuesta. Ese disco lo puede grabar Ud. mismo con las indicaciones que le dimos en entregas anteriores y utilizando el programa gratuito “Audacity” y guardando los archivos en un pendrive. Si a alguna frecuencia se escucha una vibración se debe determinar primero la calidad del gabinete acústico colocando la mano sobre las caras laterales. Las caras no deben vibrar. Si vibran hay que reforzar el gabinete por dentro con listones de madera atornillada y pegada. Si el gabinete no vibra, lo más probable es que estén mal ubicados los alambres “cola de ratón” o esté mal montado (flojo) el parlante o el bastidor de tela frontal (si lo tiene). En realidad dicho bastidor debería colocarse luego de dar por bueno al parlante y volver a probar todo nuevamente. No pretenda que su parlante cubra las frecuencias más altas del espectro. Si reproduce 8KHz ya es una maravilla. La gama superior se reproduce con un adecuado tweeter.

En la figura 11 mostramos una fotografía del parlante terminado montado en un bafle reflector de bajos. En la fotografía se observa nuestro parlante en el medio; un reproductor de medios y agudos arriba y los dos tubos de ajuste en la parte inferior.

Cálculos de la Bobina En Argentina el autor pudo conseguir alambre Litz de 15 hilos de 0,04 mm de diámetro que se utiliza para bobinar antenas de ferrite de radios de onda larga de pequeñas dimensiones. Con este alambre debemos calcular la resistencia de un solo conductor de 1 metro de largo. La formula de la resistencia de un conductor cilíndrico es: R = ¡ . L/S En donde la longitud L se mide en metros. La sección S en mm2. El coeficiente ¡ es la resistencia específíca del cobre 0,017 en (Ohm. mm2/m) Cómo no tenemos la sección del alambre la calculamos como S = π.r2 que reemplazando da una sección de 0,012 mm2. Reemplazando en la fórmula de la resistencia obtenemos una resistencia de 14 Ohm por cada metro de largo de uno solo de los conductores. El diámetro del tubo de la bobina móvil es de 5 cm lo que implica una longitud de 2.π.r = 0,16 m por cada espira. Ahora se impone realizar una medición práctica del diámetro del alambre de 15 conductores que fue de 0,4 mm. Si suponemos realizar capas de 10 mm de largo en cada capa entran 30 espiras. Como cada espira tiene

un largo de 0,16 m la longitud total de una capa es de 30 . 0,16 = 4,8 m y como cada conductor tiene una resistencia de 14 Ohm . m la longitud total tendrá 67 Ohm y poniendo los 15 conductores en paralelo se obtiene 4,48 Ohm. Esto significa que se deben usar dos capas de unos 7 mm de largo aproximadamente para conseguir una resistencia de 6 Ohm que luego dará una impedancia de 8 Ohma 1kHz. No realizamos el nuevo cálculo porque es conveniente hacer diferentes bobinas y medirlas con un téster digital en forma práctica para lograr la bobina definitiva.

Conclusiones En este artículo enseñamos una técnica novedosa que no tiene antecedentes en ningún lado. Por supuesto que si hay fabricantes de parlantes digitales hay mucha gente en el mundo que conoce del tema. Pero guardan muy bien el secreto porque yo no pude encontrar nada en Internet, más que algunas descripciones groseras de un parlante digital.Así fue que tomé mis apuntes de tantos años con respecto a este proyecto y los volqué en este artículo con intención de que alguien tome la posta y siga adelante. Suerte a todos los fabricantes de parlantes que seguramente ya estarán pensando en ampliar sus productos. Como se imaginan las fotografías fueron tomadas en el taller de un fabricante de parlantes y no puedo dejar de agradecer al Sr Caldeira que tan gentilmente me abrió las puertas de su local MZC de la localidad de Burzaco. En la próxima entrega seguramente tendremos el nuevo diseño del amplificador PWM de 50W por canal. El más simple, el más económico y el que menos consume. Hasta la próxima!!!✪

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mont - para telefono

7/16/09

10:56 PM

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PROYECTOS

CON

LABORATORIOS VIRTUALES

Termostato con Pantalla de LCD El circuito, cuyos detalles puede consultar en www.pablin.com, centra su funcionamiento en el micro controlador PIC16F870 el cual dispone en su interior de convertidor AD de 10 bits de resolución. Cuatro pulsadores permiten establecer el punto de activación y desactivación del relé. Estos parámetros se almacenan automáticamente en la EEPROM interna del PIC por lo que no deben ser recargados al quitar la corriente. El LCD, una pantalla de 2 líneas x 16 caracteres indica en su parte superior la temperatura actual medida y en su parte inferior los parámetros inferior y superior. Un buzzer (del tipo con oscilador) pita por 100ms cada vez que se presiona un pulsador. El principio de funcionamiento es muy simple: si la temperatura cae por debajo del límite inferior se activa el relé. Si la temperatura sobrepasa el límite superior se desactiva el relé. Dado que ambos puntos son seteables podemos lograr el punto de histéresis (estado intermedio) que querramos. Si vamos a emplear este equipo para controlar, por ejemplo, una heladera deberemos conectar el compresor entre los contactos Común y Normal cerrado del relé. De esta forma cuando la temperatura alcance el tope superior del seteo se encenderá el compresor y, cuando de tanto enfriar, alcance el tope inferior lo apagará. Si, en cambio, vamos a usar esto para calefaccionar, deberemos conectar el elemento calefactor entre los contactos Común y Normal Abierto del relé. De esta forma, cuando la temperatura caiga bajo el seteo inferior el calefactor arrancará y, cuando de tanto calentar, supere el tope el calefactor será desconectado. A primera vista el código fuente parece algo complicado por lo extenso, pero es muy simple de entender. Primeramente se definen las posiciones de memoria a utilizar y los bits a emplear. Luego se inicializan las posiciones que así lo requieran y se lee de la EEPROM interna los seteos. Seguidamente se inicializa el LCD y se completan los caracteres fijos. Tras la primera conversión se coloca la temperatura en pantalla así como los seteos. Estos tres parámetros (Temp. actual, seteo inferior y seteo superior) son los únicos datos que se modifican en el LCD. Se compara si la temperatura está por debajo de la mínima para conectar el relé o por sobre la máxima para desconectarlos. Luego se controlan las teclas de mando, si alguna es accionada se actúa en consecuencia y por último cicla al principio donde se toma una nueva muestra de la temperatura. Puede descargar el código fuente de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password y digitando la clave “termopic”.

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Tec Repa - Sony A2

7/16/09

11:03 PM

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Cuaderno del Técnico Reparador

Liberación y Personalización de Teléfonos Celulares

Sony Ericsson con Tecnología A2 C510, C702, C901, C902, C903, C905, G905, G705, K630, K660, K850, K858, T700, TM506, V640, W595, W705, W715, W760, W890, W902, W908, W910, W980, Z750, Z770, Z780 Si bien desde hace más de 5 años las diferentes empresas suelen colocar en los teléfonos celulares sistemas operativos abiertos, la mayoría de los usuarios (y muchas veces hasta los técnicos) descono cen cuáles son las herramientas que le permiten obtener el máximo potencial de su móvil. A su vez, como sabemos, las compañías ope radoras de telefonía celular suelen colocar candado para que el móvil solo pueda registrar chips de esa compañía y la quita de ese candado o liberación no constituye ningún delito siempre y cuando se cuente con la autorización por escrito del dueño del aparato. En esta nota veremos cómo se quita ese candado (como se libera) a los teléfonos celulares Sony Ericsson de plataforma A2 y qué programas se pueden usar para personalizar un móvil. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

E

l primer teléfono celular de la marca Sony Ericcson que recuerdo haber liberado, allá por el año 2004, fue un T106 y creo que fue el primer modelo de esa empresa del tipo GSM que llegó a este país. Dicho teléfono lo liberé con el programa DIV en su versión 3.0 y, como no tenía experiencia ni información detallada, lo hice con el dongle para Sony Ericsson que se conectaba por el puerto paralelo de la PC. Al poco tiempo aprendí que dicho dongle no era necesario y que el programa carecía de propiedad intelectual por lo cual podía

ser modificado para que corra sin el dongle, es decir, se lo podía “crackear” sin que ello fuera un delito. Desde aquella época, he utilizado diferentes programas conforme con el advenimiento de nuevas tecnologías y de los programas más populares, con el que me siento más a gusto es con el SemcTool con el cual he podido liberar casi cualquier modelo, colocando un sistema operativo sin candado para reemplazar el sistema operativo residente en el teléfono, es decir, flasheo el teléfono para conseguir

su liberación (no es lo más adecuado pero sirve). Los sistemas operativos que suelo utilizar son back-up de móviles ya liberados y para tenerlos cuento con la colaboración de técnicos especialistas en distintas marcas con quienes intercambiamos información y datos. Para personalizar el teléfono, es decir, intercambiar fotos, música, textos, clips, colocar imágenes nuevas, modificar el menú, etc. Sony Ericsson pone a disponibilidad una Suit para que el teléfono pueda conectarse con la computadora y así poder intercambiar dis-

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Tec Repa - Sony A2

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Cuaderno del Técnico Reparador tintos tipos de archivos pero muchas funciones no son posibles con este programa; de hecho, no permite hacer un back-up del sistema operativo ni flashearlo, y es muy difícil modificar pantallas de bienvenida u otros parámetros (especialmente si no se es técnico). Raúl Ernesto Santilli, viejo colaborador para teléfonos Sony Ericsson, hace unos meses me envió la información para que pueda liberar teléfonos Sony Ericsson de plataforma A2 en un par de minutos, desde un servidor remoto (se tiene que estar conectado a Internet) en forma gratuita, la cantidad de veces que uno quiera. Probé el método con varios teléfonos, y si bien me encontré con algunas dificultades que comentaré más adelante, en todos los casos pude liberar la unidad. Para poder liberar cualquier teléfono Sony Ericsson con tecnología A2 es preciso tener el cable USB del teléfono, la computadora y una conexión a Internet. Antes de comenzar, primero el usuario debe registrarse para poder bajar el programa que permitirá dialogar al teléfono con el servidor remoto, utilizando a su computadora como interfase o medio de comunicación. Esto me hizo tener algunas reservas y por ello no realicé antes esta descripción ya que no sabía si el servidor remoto estaba tomando datos de mi computadora o introduciendo información en mi teléfono (o tomando datos de él) y, por ende, no me parecía seguro. Realicé diferentes trabajos tendientes a proteger la información del móvil y por medio de amigos programadores, tratamos de ver si existía algún riesgo con este método y a la fecha no pudimos detectar que se corran riesgos de fuga de información y es por eso que explicaremos este método. Sin embargo deseo aclarar que el método no

Figura 1

Figura 2

Figura 3

es cien por ciento confiable a mi entender y que no garantizo que al

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realizar lo que vamos a describir no se ponga en riesgo la información o

Tec Repa - Sony A2

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Liberación y Personalización de Celulares el software de la unidad. Tampoco garantizo que al utilizar este método se preserve su PC ya que no sé que es lo que se hace del otro. Por lo tanto, el uso y manejo de esta información queda por cuenta y cargo de quien la ejecuta y no me hago responsable de los daños o averías de cualquier tipo que se puedan causar. Como siempre, recomiendo utilizar una partición del disco de la PC que se haga expresamente para utilizar con métodos que tienen reservas (como es este caso), protegiendo al resto de las particiones de su disco rígido. En mi caso, mi computadora permite bootear con un disco externo y cada vez que empleo métodos que no son del todo confiables utilizo un disco con un sistema operativo preparado para ese fin de modo que no se puede acceder al disco interno de mi PC y si se produjera algún daño en el disco externo no perdería ninguna información ni programas del disco rígido residente. Dicho esto, vamos a lo nuestro. Ingrese al sitio de Internet:

Figura 4

Figura 5

www.aerix-group.com De inmediato aparecerá la pantalla de la figura 1 en la que se menciona “Aerix… the Art of Unlocking” (Aerix, el arte de la liberación), indicando que Aerix-tool es una herramienta para liberar móviles Sony Ericsson de plataforma A2 en forma muy sencilla y totalmente gratis; se dice que no se requiere hacer tes-point, no hay límites en la cantidad de teléfonos que se puede liberar, que es libre pero que primero debe registrarse para descargar el programa. Si se quiere saber quién es el responsable de la página, no es muy sencillo, uno puede realizar consultas y le responden pero no es tan fácil saber quién es el responsable. Lo primero que debe hacer es hacer click en el botón

“Registration” y aparecerá una pantalla como la de la figura 2. Debe completar los datos siguiendo las instrucciones de la pantalla y al enviar la información de inmediato recibirá un mail de confirmación como el de la figura 3 en el que lo invitan a visitar un “link” para terminar de registrarse y así bajarse el programa (figura 4). Ahora debe logearse y para ello completa su nombre y clave en los campos que están en la parte superior derecha y haciendo click en el botón Download podrá descargar el programa aerix.exe al disco rígido de su PC (para los más avanzados, le brindan información de servidores primarios y secundarios). Los teléfo-

nos soportados son: C510, C702, C901, C902, C903, C905, G905, G705, K630, K660, K850, K858, T700, TM506, V640, W595, W705, W715, W760, W890, W902, W908, W910, W980, Z750, Z770, Z780 Una vez que descargó el programa ya podrá comenzar a liberar los aparatos que Ud. quiera, de la lista dada anteriormente. Para ello, debe “comunicar” al móvil con la PC y esto requiere la instalación de drivers. Seguramente Ud. ya sabe cómo se hace pero si no es el caso, más adelante le explicamos cómo hacerlo.

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Cuaderno del Técnico Reparador Cuando ejecute el programa aparecerá una pantalla como la de la figura 5. Si quiere puede cambiar el idioma. No es preciso realizar ninguna configuración. Elegimos el modelo del teléfono en la parte superior izquierda. Luego hacemos click en el candado de desbloqueo y aparecerá una pantalla que le pedirá que coloque su nombre y contraseña (esto lo pide sólo la primera vez), al hacerlo, le pide que conecte el teléfono manteniendo apretadas las teclas 2 y 5; entonces, teniendo el teléfono apagado y sin chip lo conectamos a la PC por medio de su cable USB. Presionamos las teclas 2 y 5 juntas, encendemos el teléfono, éste entrará en modo flash y comenzará a dialogar con el servidor remoto a través del programa que tenemos abierto y automáticamente realizará la liberación.

ría a la PC con el cable USB. 2. Coloque la batería. 3. Manteniendo apretadas las teclas 2 y 5 encienda el teléfono. En la PC aparecerá un mensaje que indica que se encontró un nuevo dispositivo y lo invita a insta lar los drivers (en algunos teléfonos sólo tiene que apretar el número 2 y encender el teléfono mientras que en otros deberá apretar la tecla C y encender el teléfono). 5. Elija la opción "Instalar desde una lista o ubicación específica...." 6. Siga las instrucciones hasta que pueda seleccionar un archivo con la opción “utilizar disco” de modo que ahora podrá hacer click en examinar y buscar en su PC el archivo “ggsemc.inf”. 7. En el Administrador de Dispositivos del celular tendremos la opción de conexión por USB con el nombre "SonyEricsson USB flash".

Instalación de Drivers USB Cómo Personaliza el Celular Para instalar los drivers en los Sony Ericsson necesitamos el paquete con los drivers que puede bajar de la página de Sony Ericsson o bien desde nuestra web, donde damos el link de descarga. Hay dos maneras de instalar los drivers, una es mediante el archivo “DPInst.exe“ que debe bajar de Internet de sitios seguros y simplemente se instan al ejecutar el archivo en su PC, la otra manera es un poco más complicada pero el archivo es de uso libre (ggsemc.inf ). Para acceder a esta información y el resto de programas mencionados en este artículo, debe dirigirse a www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave “libea2”. Siga las instrucciones para descargar archivos. Teniendo el archivo de drivers en su PC (ggsemc.inf), siga los siguientes pasos:

La otra forma de instalar drivers es descargando los drivers originales en la PC y descomprimiéndolos en alguna carpeta. Ejecute el archivo DPInst.exe que se encuentra en La carpeta "USBFlash_driver" (que es la que descomprimimos ante-

1. Conecte el teléfono sin bate -

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riormente). Descargue el programa “a2uploader. e x e” (vea arriba la dirección de nuestra web para la descarga) y ejecútelo, aparecerá la pantalla de la figura 6. Nota importante: El programa en cuestión no tiene propiedad intelectual y ha sido modificado (crackeado) para que se pueda ejecutar; esto hace que la información del programa no coincida con la información que tiene el registro de Windows sobre este programa y, por ende, lo relacionará con un archivo corrupto (como un virus) por lo cual si tiene un antivirus instalado en su PC, no se lo dejará ejecutar, pero: “el archivo no tiene virus” ha sido corrompido lo cual no es ilegal porque no tiene propiedad intelectual. Para poder ejecutarlo, reiteramos que tiene que usar una partición del disco rígido preparada para tal fin, en la que no se encuentren instalados antivirus y donde no se ponga en riesgo otras cosas que tenga en su computadora. Hemos explicado este procedimiento varias veces y siempre decimos lo mismo: “CUANDO TRABAJE CON TELEFONOS CELULARES EMPLEE UN DISCO RIGIDO

Figura 6

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Liberación y Personalización de Celulares SOLO PARA ESTAS OPERACIO NES, NO PONGA EN RIESGO LA INFORMACION DE SU COMPU TADORA, EN ESE DISCO O UNA PARTICION, SOLO DEBEN ESTAR GRABADAS LAS HERRAMIENTAS QUE USA PARA REALIZAR SERVICIO A TELEFONOS CELULARES”. Bien, siguiendo con la explicación, presionamos el BOTON File System Tool (vea la pantalla mostrada en la figura 7) y conectamos el teléfono en Modo Flash (presionando las teclas del teléfono 2 y 5).

Figura 7

Recuerde: Para conectar el teléfono en modo Flash, es nece sario que él esté APAGADO y pre ferentemente con más batería llena. Cuando realice esta operación, en el cuadro Izquierdo de la pantalla aparecerá información del móvil y al cabo de unos segundo se mostrarán las carpetas del sistema del móvil (FS) del lado derecho, tal como se muestra en la figura 8. Para acceder a las carpetas basta con dar doble click a cada una hasta llegar a la deseada. Tomando como ejemplo la carpeta del menú flash (tpa/preset/system/desktop/flash), para agregar archivos simplemente se arrastran desde el EXPLORADOR hacia la parte derecha del programa (figura 9). Para borrar archivos sólo se necesita dar click con el botón "derecho" y luego seleccionar Delete, tal como se muestra en la figura 10. Tenga en cuenta que sólo se pueden borrar archivos que se hallan subido por éste método, entre otros. Algunos archivos protegidos como (Imágenes,Tonos,temas) no se pueden borrar, a menos que uno introduzca un archivo con el mismo nombre de modo que me preguntará si quiero reemplazarlo y al

Figura 8

Figura 9

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Figura 11 hacerlo, el nuevo archivo ya no estará protegido. Puede realizar las acciones que desee y una vez finalizada la personalización del teléfono solo queda presionar el botón “Shutdown FS Manager”, figura 11,

y después desconectar el aparato. Si el teléfono no prende, quite la batería y vuelva a colocarla. Ahora bien, note que el programa no tiene habilitado el menú FLASH, para que se pueda usar es necesario colocar el archivo

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Figura 11 "Customize_Upgrade "en la carpeta “custom” (tpa/preset/custom). Recuerde que desde nuestra web puede descargar los progra mas y drivers que mencionamos y que debe prestar atención antes de aplicar lo que aquí comentamos. ✪

MONTAJE

Interruptor para Calefacción Automática Colocando el diodo sensor en el ambiente que se desee calefaccionar, este circuito detecta cuando la temperatura está por debajo de determinado valor y activa los contactos de un relé. Si el elemento sensor se coloca dentro de un líquido, el circuito podrá poner en marcha una resistencia u otro elemento para que caliente a dicho líquido cada vez que la temperatura esté por debajo del valor estipulado como referencia. Es útil para peceras, bañaderas, productos químicos, etc. Por Luis Horacio Rodríguez

L

os circuitos normales que se usan para calentar líquidos presentan el inconveniente de funcionar con una tensión baja, lo que requiere de una fuente de alimentación poderosa o una batería de auto para su funcionamiento. Con algunos pequeños cambios y teniendo sumo cuidado en la aislación del elemento calentador se puede construir dicho prototipo que

puede servir para ajustar la temperatura del agua de una pecera para que los animales estén a temperatura promedio de 26 ˚C, también se puede calentar el percloruro férrico que utilizaremos para realizar nuestros impresos, de modo que la solución esté entre 40˚C y 50˚C y hasta podemos atemperar el agua de la bañera para que siempre se encuentre a una temperatura casi

constante. Evidentemente cuanto mayor sea el volumen de líquido a calentar, mayor deberá ser la potencia del elemento utilizado y, como éste puede levantar un calor excesivo y va a funcionar con la red eléctrica de 110V ó 220V, es necesario aislarlo convenientemente para que el toque accidental del elemento no produzca quemaduras ni choques eléctricos.

Figura 1

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Montaje El circuito de nuestro calentador se muestra en la figura 1. Se trata de un sistema de comparación de tensión formado por un amplificador operacional común (tipo CA741) que puede ser reemplazado por un LF356 para tener mayor estabilidad. Como elemento sensor de temperatura utilizamos un diodo sensor de temperatura tipo LM335. Cabe aclarar que se puede utilizar la Figura 2 juntura base-emisor de un transistor de potencia o un termistor pero en esos casos se debe rediseñar el valor de R1, P1 y R3. El ajuste de VR1 fija una tensión de referencia en la entrada del operacional de modo que a la salida del integrado haya una tensión alta (cercana a Vcc) mientras el diodo sensor tenga una temperatura inferior a la de disparo. Un aumento de temperatura produce mayor tensión en bornes del diodo hasta un punto en que la tensión en la pata 3 del AO es superior a la de referencia y en ese momento la tensión en pata 7 cae al valor de masa (hay un “0” lógico). Esto quiere decir que cuando el diodo está fijo (con una temperatura inferior a la deseada) la tensión a la salida del AO será “1” (cercana a Vcc) con lo cual en base de Q2 habrá una tensión baja como consecuencia de la inversión de la tensión producida por tres compuertas de un CD4093BP. Como este transistor es PNP se satura haciendo conducir a Q3 que activa un relé. Los contactos del relé tendrán el

elemento calefactor que puede ser la resistencia de una plancha conectada a la tensión de red a través de los contactos del relé o cualquier otro calefactor. Debe tener en cuenta que si va a conectar el elemento calefactor a 110V ó 220V, debe aislarlo perfectamente dado que deberá ser sumergido en el líquido a calentar y cualquier imprevisto o mala aislación provocará un cortocircuito y hasta explosiones si estamos trabajando con líquidos químicos. Cabe aclarar que en ferreterías se venden calentadores eléctricos de agua “específicos” que pueden utilizarse para este fin. Por otra parte, si va a calentar el agua de

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una bañera, debe colocar el calentador dentro de una jaula que impida que se toque la resistencia directamente, pues ésto produciría quemaduras. Siguiendo con nuestro circuito, cuando la temperatura del líquido ha alcanzado el valor de referencia, el AO se dá vuelta, el transistor Q2 se corta, lo mismo ocurre con Q3 y se abren los contactos del relé. Para que no esté activándose y desactivándose constantemente el calentador, se introduce una histéresis en el AO, de modo que sólo se vuelva a poner en marcha el circuito cuando la temperatura del agua haya descendido unos grados. Colocando un pre-set en lugar de R5 es posible variar la histéresis del circuito. Note el agregado de un led que se activa con la saturación del transitor Q1. Esta parte del circuito es un pequeño sistema de aviso que indica que la temperatura del líquido no ha alcanzado el nivel de referencia y que, por ende, el calefactor está en marcha. De hecho, cuando el AO está en estado alto (calentando), en pata 13 del CI-2 habrá una tensión alta que permite el funcionamiento de esta compuerta como oscilador con una frecuencia establecida por los valores de R7 y C2. De esta manera, se generará una señal de onda cuadrada que saturará y mandará al corte a Q1, haciendo que el led D1 parapadee. *******

Interruptor para Calefacción Automática En la figura 2 se ha dibujado el diagrama de circuito impreso del calentador (que no incluye la fuente). La fuente de alimentación puede ser sencilla, construída con un transformador de 12V x 200mA de corriente de secundario, un puente de diodos, el capacitor de filtro y, si lo desea, un regulador de tensión integrado. En la figura 3 se reproduce el circuito de una fuente de alimentación más elaborada, que también puede servirle como “fuente de taller” cuyo funcionamiento y armado se explicó en Saber Electrónica Nº 118. Si lo desea, puede descargar el manual de armado de dicha fuente desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar haciendo click en el ícono password e ingresando la clave: “fuente118”. Por último, tenga en cuenta que el diodo debe ser sumergido en el líquido, algo separado del elemento calefactor y que éste también debe ser convenientemente protegido para que el líquido no provoque cortocircuitos. ✪

Figura 2

Lista de Materiales

R6 - 1k R7 - 4,7M CI-1 - LF356 - Amplificador operacional R8 - 10k con entradas FET. R9 - 10k CI-2 - CD4093BP - Integrado CMOS. R10 - 1k CI-3 - 7812 - Regulador de tensión de R11 - 3k3 tres terminales. C1 - 470nF - Cerámico x 50V. Q1, Q3 - BC548 - Transistores NPN. C2 - 330nF - Cerámico x 50V. Q2 - BC558 - Transistor PNP . C3 a C6 - .01µF - Cerámicos por 50V. D1 - LM335 - Diodo sensor de temper - C7, C8 - 100µf - Electrolítico x 25V. atura. Relé - Relé de 12V para circuitos impre D2 - Led de 5mm color verde sos (la corriente de contacto dependerá D3 - 1N4148 - Diodo de uso general del elemento calefactor empleado). D4 a D7 - 1N4007 - Diodos rectificadores P1 - Potenciómetro o pre-set de 5k Varios R1 - 10k Transformador de acuerdo con la red R2 - 29k local y salida de 15V x 100mA, placa de R3 - 12k circuito impreso, cables, elemento cale R4 - 10k factor debidamente blindado, blindaje R5 - 10k a 3,3M (ver texto) para el sensor, etc

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MONTAJE

Osciloscopio de Media Frecuencia Construya un Osciloscopio Capaz de Mostrar Señales de Video con la Placa IGTV FASE V - Aumentando la Frecuencia de Muestreo En este número continuaremos con la construcción de nues tro osciloscopio de media frecuencia. Recordará que en el ar tículo pasado propusimos la construcción de un módulo de memoria universal. Por: Luis Roberto Rodríguez Introducción Bien, de ahora en adelante utilizaremos el módulo en nuestro proyecto con el fin de mejorar las características de nuestro instrumento. La escala de barrido más alta hasta este momento es de 50µs por división, sin embargo utilizando una memoria externa aumentaremos la velocidad hasta 20µs por división, lo que significa un barrido más del doble de rápido.

que el acceso a la memoria sea más lento que la velocidad de conversión del CAD. El fabricante estipula que el tiempo mínimo de conversión es de 1.5µs, sin embargo recuerde que en las especificaciones por lo general existe algún grado de tolerancia. En nuestro caso hemos podido obtener conversiones sin pérdida apreciable de datos en 1µs, lo que al multiplicarlo por 20

pixeles por división logramos una velocidad de 20µs/div. Esto implica que debemos almacenar el dato de la conversión en 1µs. Utilizando la memoria interna del microcontrolador esto no es posible, sin embargo con nuestro módulo de memoria externo podremos almacenar cada dato en un tiempo tan corto como 15µs, limitado sólo por la velocidad de escritura que acepte la memoria RAM.

Límites del Convertidor Analógico-digital y de la Memoria Hasta ahora, en realidad, no hemos llegado al límite de velocidad del CAD. Esto se debe a que hemos utilizado la memoria del microcontrolador para almacenar las lecturas del convertidor. El mecanismo de acceso a la memoria del microcontrolador es muy ineficiente, esto debido en parte a la arquitectura de memoria ya obsoleta de los microcontroladores PIC de la serie 16FXXX, lo que ha ocasionado

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Figura 1 - Diagrama en bloques.

Osciloscopio de Radiofrecuencia ¡Compare esto con los 2.5µs que se requiere para la memoria interna del microcontrolador!

Diagrama en Bloques

Enseguida la señal se lleva al relevador K3, el cual es controlado por el microcontrolador. En nuestro instrumento podemos seleccionar a la entrada CA, CD o tierra. Al seleccionar tierra se habilita este relevador de modo que introducimos tierra al CAD, en lugar de la señal de entrada. Después la señal es llevada a otro operacional configurado como sumador. Es aquí donde se suma a la señal un nivel de CD por medio del potenciómetro POS VERTICAL con el fin de mover el trazo a cualquier lugar en el eje vertical de la pantalla. Después de este amplificador introducimos la señal al convertidor analógico-digital, para luego almacenar los datos en la memoria. Observe que también se tiene un potenciómetro para el nivel de sincronía. El valor de CD seleccionado por dicho potenciómetro se lleva directamente a una entrada del convertidor analógico-digital del microcontrolador, para luego este dato convertido a binario utilizarse para seleccionar el nivel de disparo. Las líneas gruesas en el diagrama representan agrupación, tal como se puede apreciar en DATOS, señales de los interruptores y las señales que van a la IGTV.

Los pasos necesarios para estas funciones son los siguientes: 1) Convertir el dato analógico a di gital. 2) Almacenar el dato digital. 3) ¿Son 160 datos? 4) Si no es así saltar al paso 1. 5) Si ya son 160 datos enviarlos a la IGTV. 6) Pedirle a la IGTV que los grafi que.

Nuestro osciloscopio ha crecido en funciones desde el primer artículo, lo que necesariamente implica que el circuito gradualmente ha crecido en elementos. La figura 1 muestra el diagrama en bloques actualizado, donde se ha Para la siguiente explicación suagregado el módulo de memoria pongamos que hemos seleccionado RAM externo. la escala de velocidad más rápida, la Observe que la señal de entrada cual es 20µs/división, lo que implica se divide de tal manera que pasa a que la conversión debe efectuarse en través de C1 o directamente, en fun1µs. (Recuerde que son 20 píxeles ción de que seleccionemos entrada por división). de CA o CD. Es el microcontrolador el que controla el relevador K1. Bien, analicemos la situación: Enseguida la señal se aplica a un Para la conversión simplemente par de resistencias cuyo valor total es ponemos por un instante en “0” la pade 1 MegaOhm, sin embargo aquí se ta _WR del CAD, lo que iniciará la puede elegir dividir la señal por cuaconversión. Luego de un corto tiempo tro, dependiendo de la ganancia verti(0.6µs), el dato digital a la salida del cal que seleccionemos. También es el CAD ya es válido, por lo que ya lo pomicrocontrolador el que controla el redemos almacenar en la memoria levador K2. RAM externa. Después la señal pasa por un Para esto simplemente colocaoperacional a modo de seguidor, con mos la pata _WR de la RAM a “0” por el fin de proporcionar una alta impeun instante. Enseguida debemos aplidancia a la entrada, la cual viene a car un pulso en la pata “UP” del móser de 1 MegaOhm debido a las resisdulo RAM para seleccionar la siguientencias. Es necesaria esta impedanConversión y Grabación te localidad donde grabaremos el sicia de entrada ya que las puntas de guiente dato. osciloscopio esperan este valor a la Bien, aunque nuestro instrumento En el cuadro 1 se muestra el códientrada. Si esta condición no se cum- ha crecido en funciones, en realidad go que se puede utilizar para este priple, las puntas de división por 10 no las partes más importantes son la mer paso. dividirán por este valor, lo que ocasio- conversión de los datos analógicos a El cristal del microcontrolador es nará lecturas erróneas de tensión digitales y su presentación de forma de 20MHz, lo que proporciona una vertical. gráfica en la pantalla. velocidad interna de 5MHz, con un Luego la señal se aplica a un período de 0.2µs. operacional cuya ganancia es va- Cuadro 1 Cada instrucción del código riable debido a que la resistencia anterior utiliza 1 ciclo de reloj, BCF _WRCAD ; Iniciar conversión. de retroalimentación (Rf) puede por lo que en total se utilizan 8 BSF _WRCAD tomar 1 de 8 valores posibles. ciclos, lo que multiplicado por NOP ; Esperar un poco. En función de la ganancia NOP 0.2µs de cada ciclo obtenevertical que seleccionemos, el BCF _WRMEM mos 1.6µs, ¡no es lo que ne; Dato disponible, grabarlo en RAM microcontrolador habilitará la re- BSF _WRMEM cesitamos!, además tenemos ; Incrementar la localidad de la RAM sistencia apropiada por medio BSF UP que efectuar 160 conversioBCF UP del selector analógico 4051. nes, lo que implica un salto a

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Montaje Cuadro 2 MOVN Reg0,.160 SigLect20 BCF _WR BSF _WR NOP NOP DECFSZ Reg0 GOTO SigLect20

la siguiente conversión, así que deberemos agregar otros 2 ciclos. Aparentemente no hay manera de grabar un dato cada 1µs, al menos con esta velocidad de reloj de 20MHz. Bien, no podemos colocar un cristal de mayor frecuencia en el microcontrolador por lo que debemos buscar otra solución. ¿Podemos reducir el código? Las instrucciones NOP se necesitan para dar tiempo al CAD que termine la conversión, por lo que no podemos suprimirlas. Bien, utilizaremos un “truco” electrónico. Vamos a unir las patas “_WRCAD”, “_WRMEM” y “UP”. Con esto efectuaremos las 3 funciones al mismo tiempo, es decir, arrancamos la conversión, grabamos el dato e incrementamos la dirección.

; Serán 160 conversiones. ; Iniciar conversión, escribir en memoria e incrementar contador. ; Esperar un poco. ; ¿Son ya 160 conversiones? ; Si no es así, iniciar otro ciclo.

¿Se puede hacer esto? La respuesta es afirmativa, pero ¿Cómo funciona? La primera probable objeción es: ¡no estamos dando tiempo a la conversión y ya estamos grabando el dato! Cierto, pero estaremos grabando el dato anterior, el cual ya sería válido. Simplemente ignoraremos el primer dato de la serie de conversiones. Simple, ¿no cree usted, estimado lector? La entrada “UP” incrementa la localidad cuando pasa de “0” a “1”, por lo que incrementamos la localidad después de escribir en la RAM, ya que la escritura es precisamente pasando de “1” a “0”, justamente al contrario del incremento, por lo que ambas funciones son mutuamente exclusivas. ¡El mundo de la electrónica está lleno de “trucos”, estimado lector! En el cuadro 2 se muestra parte

Figura 2 - Señal de Video con Velocidad Horizontal de 50µs/div.

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del código utilizado para esta solución. Este no es exactamente el código utilizado, en realidad convertimos y grabamos 4 datos seguidos, esto para ajustar exactamente a 1 µs cada conversión. Sin embargo es más fácil apreciar la reducción del tiempo de conversión de esta manera. Después de grabar 160 datos en la memoria externa, el siguiente paso es leerlos y enviarlos a la placa IGTV para que ésta los grafique en la pantalla. Para esto simplemente colocamos en “1” la pata _CS (Chip Select) del convertidor con el fin de colocar en alta impedancia su salida de datos, luego colocamos en “0” la pata _OE (Output Enable) de la memoria de manera que podremos leer sus datos por el mismo puerto del CAD, ya que éste tendrá deshabilitadas sus salidas. Iniciamos en ceros el contador de la memoria externa (colocando un “1” momentáneo en la pata CLR) y simplemente aplicaremos 160 pulsos al contador leyendo después de cada incremento el dato de salida de la RAM. Cada dato leído lo enviamos a la IGTV y mediante la instrucción “GRAFICAR PASOX”, la placa IGTV los mostrará en la pantalla. Por cuestiones de espacio no podemos incluir el código completo, sin embargo éste está disponible en el sitio WEB de la revista para quien desee estudiarlo en detalle. El archivo del código en ensamblador es OsciloscopioB6.asm. Los archivos binarios (para grabar en el microcontrolador) son OsciloscopioB6.hex y OsciloscopioB6_t.hex.

Osciloscopio de Radiofrecuencia Recuerde que publicamos dos archivos binarios, uno para interruptores normales y otro para interruptores de tacto.

La Nueva Velocidad en Acción A manera de comparación, la figura 2 muestra una señal de video con un barrido horizontal de 50µs/div y la figura 3 muestra la gráfica con una velocidad de 20µs/div. Como podrá apreciar, estimado lector, la señal de la figura 3 muestra el pulso horizontal más claramente. Por supuesto que no podremos ver la ráfaga de color la cual se coloca inmediatamente después del pulso horizontal, ya que ésta es de 3.57MHz en el sistema NTSC y un poco más alta en el sistema PAL, sin embargo nuestro instrumento será útil en muchas áreas de nuestro trabajo como técnicos o estudiantes de electrónica.

Diagrama Esquemático La figura 4 muestra el diagrama esquemático de la fase V de nuestro osciloscopio de media frecuencia. Este módulo se integra a través de un conector de cable plano y conectores DIP de 28 patas. Como podrá apreciar, el único cambio ha sido la integración del módulo de memoria que presentamos en el artículo pasado.

Construcción Realmente no hay mucho que agregar en esta sección respecto a la última fase. Si usted ha armado su módulo de memoria en un par de tarjetas “protoboard”, simplemente conéctelo a su osciloscopio por medio de los conectores del cable plano. Aparte del módulo sólo se requiere de un condensador (C8) y una resistencia (R27).

Figura 3 - Señal de Video con la Nueva Velocidad Horizontal de 20µs/div

Memoria El módulo de memoria que construimos el artículo pasado tiene capacidad para memoria RAM hasta de 512 Kilobytes, dependiendo del circuito integrado que se inserte en el conector provisto para este fin. Afortunadamente los fabricantes se han puesto de acuerdo y prácticamente todas las memorias RAM de 32 patas son compatibles. En mi caso usé una igual a la de la placa IGTV (número 62128) con una capacidad de 128 Kilobytes. Es probable que se pueda colocar una de menor capacidad y de menor número de patas, basta con colocarla de manera que coincidan las patas de datos y direcciones con la configuración de una de 32 patas.

Comentarios Finales Seguramente el lector se estará preguntando: Si tenemos más de 128 000 bytes disponibles, ¿por qué sólo usamos

160? Bien, esto será tema del siguiente artículo, donde agregaremos más de 800 pantallas de memoria. Sí, estimado lector, leyó usted bien ¡más de 800 pantallas de memoria gráfica! Y esto para una memoria de 128K. Para una de 512K tendremos más de 3200 pantallas en memoria. Además un dato interesante: si aumentamos la periodicidad del muestreo (tiempo horizontal), a 1 segundo (el máximo actual es de 10 miliseg), lograremos almacenar datos hasta de un año utilizando una memoria de 512K. Esto es muy relevante en aplicaciones donde se requiera guardar una gran cantidad de datos dinámicos de algún proceso con el fin de determinar en qué momento sucedió algún evento, ya sea inesperado o controlado. Bien, es todo por este mes. En el próximo artículo agregaremos memoria de pantallas a nuestro osciloscopio aprovechando nuestro módulo de memoria. ¡Hasta entonces! ✪

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Montaje

Figura 4 - Diagrama esquemático del Osciloscopio

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La liberación de teléfonos celulares suele generar ciertas dudas, sobre todo en cuestiones legales, sobre lo que se puede hacer y lo que está penado por la ley. Además, muchos técni cos desconocen que un teléfono es una compu tadora (con su teclado y su pantalla) y que, por lo tanto, requiere un programa de arranque, similar al que una computadora posee en su memoria BIOS, también posee un sistema ope rativo (como el Linux o el Windows) y que tam bién posee programas o aplicaciones (como el Office, el Photoshop, el Acrobat o el Windows Media Player). Por tal motivo, Editorial Quark ha decidido editar este libro que se encuetra en los mejores kioscos del país y corresponde al Nº 54 de la Colección Club Saber Electrónica. Si una computadora no tiene instalado el Office y quiero ejecutar un archivo escrito en Word, no lo voy a poder hacer... luego, para poder ejecutarlo debo instalarle el Office. De la misma manera, si un teléfono celular no posee

un reproductor de MP3, no va a poder reprodu cir sonidos en dicho formato. Ahora bien ¿está prohibido instalar el Office en una computado ra? siguiendo con el mismo razonamiento, ¿se puede cargar un reproductor de MP3 a un teléfo no que no lo tiene? ¿es legal? En el primer capítulo realizamos un pequeño resumen sobre el significado de liberación, des bloqueo y clonación, como prólogo para una obra que explica diferentes métodos de libera ción de teléfonos móviles de distintas marcas y modelos, temas que resumimos en este artículo.

Entre la Etica, la Moral y lo Legal Hace un tiempo, un lector se comunicó conmigo para solicitar asesoramiento sobre la legalidad o no de contar con “cajas de desbloqueo” del estilo de las smartunlocker, red box, tornado, universal all in one, etc, etc. Al respecto, y sin ser especialista, si uno importa formalmente estos pro-

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ductos y los emplea para actividades lícitas debería ser legal pero consultando a entendidos (tanto despachantes como abogados), la mayoría de estos dispositivos no pueden importarse legalmente ya que con ellos se pueden clonar celulares y realizar otras actividades ilícitas. De hecho, yo no cuento con infinidad de estos equipos por no haberlos podido conseguir en nuestro país y por lo tanto no he podido comprobar su uso para mantenimiento, reparación y liberación de bandas de celulares. Pero ¿qué es ético, moral y legal? Como dije en un editorial hace tiempo: supongamos que un proveedor de señales de TV por cable invade el espacio aéreo de su terraza colocando un cable que la atraviesa a menos de 2 metros de altura, sin pedir permiso y contraviniendo normas legales. Supongamos además que el tendido, por no poseer una calidad mínima, tiene fugas. Y, por último, supongamos que Ud. tiene los conocimientos para armar una trampa de RF que puede colocar “en su terraza”, cerca del cable y que esta trampa es capaz de capturar la señal de pérdida que irradia esta instalación. Yo pregunto, si se dan todas esas suposiciones: ¿es legal que Ud. utilice la señal capturada por la trampa para ver televisión sin pagar el servicio al proveedor? Es probable que no esté cometiendo delito pero ¿es moral o ético proceder de esta forma? Seguramente la respuesta está en lo que cada uno entienda por ético o moral, pero de lo que estoy seguro es que lo que corresponde hacer es “denunciar” ante quien corresponda (no sé cuál sería el organismo pertinente) que una empresa no está cumpliendo normas mínimas, ya sea por invasión de la propiedad y/o por empleo de materiales que no están en condiciones. Hagamos ahora el siguiente planteo: si usted compra un teléfono celular GSM, entonces el teléfono es suyo (si lo tiene en alquiler o comodato, no es suyo) luego, si quien se lo vendió lo programó para que sólo pueda usar el teléfono con chips de esa compañía y usted le cambia el programa para usarlo con otra compañía (es decir, lo desbloquea) lo que ha hecho no es ni ilegal ni antiético ya que no está “estafando” a nadie porque el equipo es suyo.

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Recurro a estos dos ejemplos porque últimamente me encuentro con planteos similares por parte de personas que aplican diferentes razonamientos para “acomodar” sus ideas a su propia conveniencia (yo suelo ser una de ellas). En mi opinión, no puedo decir qué está bien y qué no está bien pero creo que cada cosa hay que mirarla desde todo punto de vista y uno debe colocarse en ambas veredas antes de emitir una opinión porque no caben dudas de que un problema legal se puede discernir en la justicia, pero desde el punto de vista moral se han escrito muchos libros y siempre van a existir diferentes opiniones. Cuando doy charlas sobre telefonía celular para enseñar a reparar y liberar teléfonos móviles, dejo muy en claro la diferencia entre clonación y liberación de forma tal que los asistentes sepan qué actividades constituyen delito y cuáles pueden ser una unidad más dentro de la tarea del service para poder aumentar sus ingresos. A la prohibición de cambiar el IMEI de un teléfono debe sumársele la práctica penalizada de cambiar el sistema operativo (flasheo) si no se cuenta con la licencia para el uso del nuevo programa, de la misma manera que no se puede colocar el sistema Windows a una computadora si no se cuenta con la licencia de Microsoft. Sin embargo, la liberación, la actualización mediante el uso de archivos permitidos por los fabricantes, la carga de archivos o la reparación por software y hardware, son prácticas lícitas y que pueden ser muy rentables. Adquirir conocimientos es siempre BUE NO, utilizarlos para delinquir es MALO, es por eso que recomendamos muy especialmente a estudiar y proceder con seriedad, ya que de sus acciones dependerá su futuro. Es decir, las cosas no son ni BUENAS ni MALAS, son las acciones las que definen su carácter. ¿Por qué liberar es permitido? Las compañías prestatarias de telefonía celular, cuando venden un teléfono a un usuario suelen programarlo para que sólo reconozca las tarjetas SIM de esa empresa, de modo que cuando uno le coloca un chip de otra empresa, el teléfono no funcione. Desbloquear un teléfono celular

implica “cambiar la información” de posiciones de la memoria del teléfono, a los efectos de que pueda reconocer cualquier tipo de chip (SIM), sin importar la empresa a la que pertenezca. Desbloquear un teléfono no constituye ningún delito, siempre que se cuente con el aval del propietario del móvil pero... ¿al desbloquear un teléfono se lo está clonando?, la respuesta es NO ya que la clonación implica cambiarle la identidad al móvil y esto SI constituye un delito gravísimo y penado por la ley. En los sistemas de telefonía celular con chip, el IMEI (International Mobile Equipment Identity) de un teléfono es un código de 15 dígitos que sirve para identificar al teléfono dentro de la red GSM/DCS/PCS. Para hacer una analogía, el IMEI de un teléfono es como si fuese el número de serie del chasis de un automóvil, de modo que si Ud. lo cambia estará cometiendo un delito y puede ir preso. En general, las compañías telefónicas dicen que no es posible cambiar este número pero... ¿será cierto? Si usted sabe algo de microcontroladores, recordará que éstos poseen una memoria de datos, una memoria de programa, un microprocesador, lógica de control y puertos para comunicarse con el exterior, luego, para hacer correr un programa, a éste lo debe cargar en la memoria de programa. En dicho programa Ud. puede “grabar” un número para que sea comparado con otro que recibe desde el exterior a través de un puerto I/O, de modo que el programa sólo corra cuando sea recibido dicho número. Por lo tanto, si Ud. cambia el programa, podrá modificar el número de acceso. Los teléfonos celulares poseen un microcontrolador y él controla el número por medio del cual es identificado en la red telefónica, de modo que cuando se da aviso de robo de una unidad, la empresa prestataria de servicio coloca en la red el número del teléfono para que éste no pueda volver a ser accesado por ningún otro cliente. Dicho en términos sencillos, si la empresa da la orden para que un teléfono con ese IMEI no funcione en la red, dicho celular quedará inutilizado. Sin embargo, cuando se habla de “clonar” un teléfono, normalmente se hace referencia a “cambiarle” la línea telefónica de modo que una persona pueda hablar “sin pagar a la compañía”, lo

cual constituye una estafa y está penado por la ley. Recuerde: La clonación de teléfonos celu lares es ilegal y Saber Electrónica NO incita a realizar ninguna actividad ilegal. Editorial Quark, Saber Electrónica y el Autor no tendrán ninguna responsabilidad si el lector utiliza el material que solemos publicar o que está en nuestra web para “buscar” información extra, ya que todo lo que hacemos persigue fines educativos. EL LECTOR DE ESTE LIBRO ES RESPON SABLE DE TODAS LAS ACCIONES TOMADAS DESPUES DE LEER CADA ARTICULO. Editorial Quark, Saber Electrónica y el Autor NO son responsables de las consecuencias a terceros, ni perjuicios directos e indirectos del mal uso de la Información, tampoco es responsable por daño moral o económico a personas o empresas. El conocimiento de electrónica no es delito, sino el incentivar a cometerlo, o hacer algo ilegal con ese conocimiento. Decimos esto para que el lector tome consciencia sobre los procedimientos que son lícitos y cuáles están penados. Para que un teléfono TDMA o CDMA pueda operar en la red, es preciso que tenga un sistema de identificación (SYSTEM ID), un código de área (AREA CODE) y el número del teléfono celular. Precisamente, si cambiamos el número del teléfono celular “estaremos clonando al teléfono”. El System ID es el sistema identificación para el área que está trabajando el teléfono. Este código lo saben las compañías, ya que lo deben colocar cuando alguien compra o vende un teléfono y lo quiere utilizar para una línea en particular. Por ejemplo, sería muy fácil llamar a un vendedor de teléfonos celulares y decirle que usted está programando su teléfono celular a otro número porque lo está vendiendo o algo parecido para que le brinden un número de identificación del sistema que consistirá en un número de cinco dígitos. Sin embargo, no creo que éste sea un método sencillo de conseguir dicho código.

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Obviamente, si sabe bastante de telefonía celular, podrá obtener este número por medio de un teléfono que esté funcionando. El código de área es un número de tres dígitos y es el segundo elemento que se necesita para poder programar un teléfono con otra línea telefónica. El NUMERO de TELEFONO CELULAR es el que uno desea programar y si hace esto sin permiso de la empresa prestataria de servicios estará CLONANDO y, por lo tanto, cometiendo delito. Una vez que Ud. posee estos tres datos, estará en condiciones de realizar la operación que será diferente para cada teléfono.

Algunas Definiciones Hace más de 6 años que en Saber Electrónica estamos publicando artículos sobre liberación de teléfonos celulares y siempre mencionamos que el principal problema con que se encuentra el técnico es la falta de información y que muchos técnicos dedicados al servicio de celulares no poseen formación teórica que les permita comprender qué está haciendo cuando usa una cajita de liberación que normalmente paga fortunas (cualquier caja como la smart, red box, tornado, dongles, etc. las cobran más de 300 dólares). No nos cansaremos de decir que todos los teléfonos celulares deben ser “implícitamente” iguales ya que todos pueden comunicarse entre sí por medio de la red de telefonía celular y, por más que cambie la tecnología (CDMA y GSM, por ejemplo) lo que distingue a los móviles entre sí es la cantidad de tareas adicionales a la comunicación que cada uno hace (sacar fotos, reproducir videos, comunicarse a Internet, ejecutar juegos, reproducir música, etc.). La liberación de un teléfono celular para permitir que el móvil GSM pueda reconocer a un chip de cualquier compañía debe ser entonces, muy similar para cualquier celular y su práctica NO CONSTITUYE DELITO siempre que el móvil sea del usuario. Aclaración: Recuerde que solamente puede realizar programaciones o modificaciones en un teléfono celular si posee la autorización “por es -

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crito” del dueño. Los teléfonos comprados en co modato NO SON DEL USUARIO y las compañías prestatarias de servicio de telefonía celular PRO HIBEN que personal no autorizado realice opera ciones de servicio de cualquier tipo. La liberación consiste en quitar un candado que las empresas operadoras colocan en una posición de la memoria de usuario y para ello muchos programadores realizan aplicaciones (programas) para escribir los datos en dicha memoria que permitan quitar el mencionado candado. Sólo se liberan celulares GSM. Desbloquear un teléfono es una práctica que permite que el móvil posea las máximas prestaciones para las cuales fue diseñado. Muchas veces dos teléfonos de la misma marca pero distinto modelo poseen el mismo hardware, pero a uno de ellos (el más barato) le limitan algunas operaciones o su memoria. El desbloqueo elimina las interrupciones que fijan esas limitaciones. El desbloqueo NO CONSTITUYE DELITO siempre que el móvil sea del usuario. Clonar un celular implica “cambarle su número de documento” es decir, cambiar el número de IMEI (en GSM) o el número de serie (en CDMA) y su práctica SIEMPRE CONSTITUYE DELITO penado por la ley, ya que generalmente se realiza en unidades que fueron dadas de baja por el dueño por pérdida, robo, extravío o daño, colocándole un número que no le pertenece para que la red los reconozca como otros teléfonos. Para liberar un celular hay varios métodos pero, en general, hacen falta dos cosas: 1) Conectar el teléfono a la computadora. 2) Contar con un programa que permita escri bir en la memoria del micro del celular para quitar el “candado” o interrupción que le permita recono cer chips de cualquier compañía. “Todos los teléfonos se pueden comunicar a través de protocolo RS232, o MBus o FBus”. En el protocolo RS232 se emplean tres cables: TX, RX y GND y la velocidad de transmisión es relativamente baja (es normal una velocidad de 9600

baudios). El protocolo RS232 es el que maneja el puerto serie o puerto COM de la computadora. En MBus y FBus se emplean 4 cables, típicamente los mismos que en RS232 pero que se llaman de diferente forma más un cuarto hilo que lleva tensión. En estos protocolos se puede enviar datos a mayor velocidad; en MBus típicamente 10MB y en FBus 100MB. MBus y FBus son los protocolos que maneja el puerto USB de la computadora (MBus equivalente a USB 1.1 y FBus equivalente a USB 2.0). Los teléfonos celulares que se conectan al puerto USB de la computadora para intercambiar archivos, deben emplear programas que comuniquen a dicho teléfono a través del puerto USB y para su ejecución normalmente se precisa la instalación de un driver para comunicar al teléfono con la PC. Los móviles que se conectan por RS232 en cambio, normalmente no requieren la instalación de drivers, ya que los programas realizan el intercambio de datos a través de los tres hilos (TX, RX y GND). Es por este motivo que siempre recomiendo a los principiantes que traten de realizar experiencias de mantenimiento de celulares utilizando conexión serial o RS232 y, para ello, es preciso contar con programas que comuniquen a la PC y al teléfono por un puerto COM.

Ahora bien, los teléfonos celulares manejan diferentes niveles que la computadora para comunicarse a través de RS232, razón por la cual es preciso un “adaptador de niveles”. La caja de trabajo RS232 publicada en el capítulo 2 de esta edición y cuyo circuito se muestra en la figura 12 del mismo, realiza la adaptación de niveles entre el teléfono y la computadora. Básicamente posee un circuito integrado MAX232CPE que realiza esta adaptación. Ahora bien, la caja se conecta a la computadora por medio de un cable prolongador de puerto serial que se puede comprar en cualquier casa de computación o que Ud. mismo puede armar, ya que sólo es preciso conectar 3 cables (patas 2, 3 y 5 del puerto serial o puerto COM). El técnico puede tener problemas con la fabricación del cable que conecta al teléfono con la caja, y es aquí donde entra en juego el ingenio de cada uno. El problema se simplifica si se tiene el manual de servicio del teléfono celular con el que vamos a trabajar a los efectos de saber dónde está el conector que posee los contactos RX, TX y GND. Normalmente estos contactos son parte del conector exterior del móvil y en otras ocasiones se encuentra en el compartimiento donde se aloja la batería. ********************

Lo que debe saber para leer este libro: 1) Liberar: Hacer que un teléfono GSM reconozca chips de cualquier compañía. 2) Desbloquear: Hacer que el teléfono alcance el máximo de sus prestaciones. 3) Flashear: Programar el teléfono para cargarle un sistema operativo. 4) Flexar: Programar el teléfono para cambiar el programa de su BIOS. 5) Cajas de Liberación: Cajas que permiten conectar a un teléfono con la computadora para poder comunicarlos por medio de un programa. 6) Cables de Programación: Cables que en general ya poseen el circuito de adaptación. 7) Caja de Trabajo RS232: Circuito Universal que permite conectar a casi cualquier teléfono con el puerto serie de una computadora. 8) Soluciones para Celulares: Paquete com-

puesto de cables y programas para que el técnico pueda realizar el servicio técnico a un celular. 9) SUIT: Conjunto de programas que permiten realizar todas las funciones de programación en un teléfono móvil. Hay Suits para técnicos y hay suits para usuarios. 10) ¿Se precisan cajas costosas para liberar celulares? NO!!!, en general con la caja de Trabajo RS232, los cables de conexión del teléfono a la caja y los programas de gestión es suficiente. 11) ¿Se consiguen fácilmente todas estas herramientas? En general SI… salvo para algunas excepciones (el Nokia 6131, por ejemplo) los programas están disponibles en Internet y si quiere contar con programas “creíbles” se los consigue bajándolos de Internet (de sitios comprobables) o pagando precios económicos.

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ELECTROMEDICINA

Bases para el Diseño de un Electrocardiógrafo

Si bien en artículos anteriores mencionamos que nos íbamos a detener en el estudio de los equipos que realizan el diagnós tico por imágenes, es necesario que analicemos otros equipos y estudios electromédicos. El elec trocardiograma, por ejemplo, es el registro gráfico de las variaciones de potencial eléctrico de la actividad del corazón o de sus fibras miocárdicas, en un tiempo determinado. Estas variaciones se captan con electrodos apropiados a nivel de la superficie de la piel, y a través de los conductores llega al dispositivo electrónico (electrocardiógrafo) que mide las señales de acción del corazón en términos de potenciales eléctricos y lo registra en una pantalla, en una fotografía o en un papel impreso. Este artículo tiene como objetivo brindarle al lector conocimientos básicos sobre elec tromedicina que le permita comprender todo lo necesario para encarar la construcción de un elec trocardiógrafo y comprender su lectura a efectos de poder arrojar datos concretos útiles para un médico a efectos de diagnóstico y tratamiento. A los fines prácticos, realizaremos este trabajo en varias entregas, culminando con la construcción de una interfase para conectar en una PC y así obtener un electrocardiógrafo de buenas prestaciones. Autor: Ing. Horacio Daniel Vallejo [email protected]

Introducción

Figura 1

El corazón es el músculo más importante del cuerpo, su función principal es bombear la sangre a los pulmones y al resto del cuerpo, es un órgano hueco que recibe sangre de las venas y la impulsa hacia las arterias. Está irrigado por las dos primeras ramas de la aorta, que son: la coronaria izquierda, y la coronaria derecha (figura 1). La sangre del cuerpo llega a la aurícula derecha a través de dos grandes venas, la vena cava inferior y la vena cava superior. El corazón tiene dos lados: izquierdo y derecho, y cada lado está dividido en dos cámaras: la aurícula y el ventrículo, separados entre sí por las válvulas

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Bases Para el Diseño de un Electrocardiógrafo que hacen que la sangre Figura 2 fluya en una sola dirección. La sangre es bombeada desde la aurícula derecha al ventrículo derecho; luego pasa a la arteria pulmonar y de ahí a los pulmones, donde se oxigena y elimina el dióxido de carbono. De los pulmones, la sangre ya oxigenada va a la aurícula izquierda, y de ahí pasa al ventrículo izquierdo, para llegar a todo el cuerpo a través de la aorta.

El Sistema Eléctrico del Corazón En términos prácticos, el Figura 3 corazón es una bomba formada por tejido muscular. Como cualquier bomba, el corazón necesita una fuente de energía para poder funcionar. La energía de bombeo del corazón proviene de un sistema intrínseco de conducción eléctrica. El impulso eléctrico se genera en el nódulo sinusal (también llamado nódulo sinoatrial o nódulo SA, figura 2), que es una pequeña masa de tejido especializado localizada en la cavidad superior derecha del cavidades inferiores del corazón). El corazón. El nódulo sinusal genera impulso eléctrico viaja desde el nóduperiódicamente un impulso eléctrico lo sinusal hasta el nódulo atrioventri(de 60 a 100 veces por minuto en cular (su acrónimo en inglés es AV), condiciones normales). Este estímulo donde se para durante un breve eléctrico viaja a través de las vías de instante, y después continúa hacia los conducción (de forma parecida a como viaja la corriente eléctrica por Figura 4 los cables desde la central eléctrica hasta nuestras casas) y hace que las cavidades del corazón se contraigan y bombeen la sangre hacia afuera. Las 2 cavidades superiores del corazón son estimulados en primer lugar, y se contraen durante un breve período de tiempo antes de que lo hagan los ventrículos derecho e izquierdo (las 2

ventrículos por una vía (similar a un cable, en cuanto a concepto) que en medicina recibe el nombre de “has de His” (en verde en la figura 2). El haz de His se divide en la rama derecha y en la rama izquierda, para llevar el estímulo eléctrico a los dos ventrículos. En condiciones normales, mientras el impulso eléctrico se mueve por el corazón, éste se contrae entre 60 y 100 veces por minuto. Cada contracción representa un latido. Los “atrios” (cavidades superiores, figura 3) se contraen una fracción de segundo antes que los ventrículos para que la sangre que contienen se vacíe en los ventrículos antes de que éstos se contraigan. Cualquier disfunción o anomalía del sistema de conducción eléctrica del corazón puede hacer que los latidos sean demasiado rápidos o demasiado lentos, o que tengan una velocidad irregular, causando una arritmia. La actividad eléctrica del corazón se mide en un electrocardiograma. Mediante la colocación de electrodos en la piel, en determinados lugares del cuerpo (el pecho, los brazos y las piernas), se puede obtener una representación gráfica o un trazado de la actividad eléctrica del corazón. Los cambios en el trazado normal de un EKG pueden indicar arritmias, además de otras condiciones relacionadas con el corazón. Es muy probable que Ud. haya visto el trazado de un electrocardio grama alguna vez, pero ¿sabe qué significa? En la figura 4 se puede apreciar una onda graficada en un electrocardiograma. La primera curva pequeña hacia arriba del trazado de un EKG se

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Electromedicina llama "onda P". La onda P indica que los atrios (las 2 cavidades superiores del corazón) se están contrayendo para bombear la sangre hacia fuera. La siguiente parte del trazado es una sección hacia abajo corta que está conectada con una sección alta hacia arriba. Esta parte se llama complejo "QRS" e indica que los ventrículos (las 2 cavidades inferiores del corazón) se están contrayendo para bombear la sangre hacia fuera. El segmento corto hacia arriba que sigue se llama "segmento ST". El segmento ST indica la cantidad de tiempo que transcurre desde que acaba una contracción de los ventrículos hasta que empieza el período de reposo anterior a que los ventrículos empiecen a contraerse para el siguiente latido. La curva hacia arriba que sigue se llama "onda T" e indica el período de reposo de los ventrículos. Cuando un médico estudia un electrocardiograma (EKG), observa el tamaño y la longitud de cada parte del EKG. Las variaciones en el tamaño y la longitud de las distintas partes del trazado podrían ser significativas. El trazado de cada derivación en un EKG de 12 derivaciones será diferente, pero tendrá los mismos componentes básicos descriptos. Cada derivación de las 12 derivaciones "muestra" una parte específica del corazón, por lo que las variaciones en una derivación podrían indicar un problema en la zona del corazón asociada con esa derivación.

Cómo se Hace un Electrocardiograma Por lo dicho, el electrocardiograma (denominado ECG o EKG) es un procedimiento sencillo y rápido que registra la actividad eléctrica del corazón. Se utiliza para medir el ritmo y la regularidad de los latidos, así como el tamaño y posición de las aurículas y ventrículos, permitiendo evaluar el estado del corazón y poder detectar

cualquier daño al corazón y los efectos que sobre él tienen los medicamentos (drogas). Si bien no entraremos en detalles clínicos, brindaremos algunos aspectos teóricos que desencadenarán en la construcción de un equipo electrónico. Para la realización de un EKG necesitamos: * Electrodos, que son los conduc tores que ponen en comunicación los polos de un electrolito con el circuito. * Electrocardiógrafo: consta de un galvanómetro, un sistema de amplifi cación y otro de registro en papel milimetrado. A través de los electrodos situados en el tórax, brazos y piernas se puede obtener después de amplificarlos, un registro de estas descargas eléctricas (que están transmitidas por los tejidos corporales desde el corazón hasta la piel) este registro se conoce con el nombre de ECG. El indicador del galvanómetro sólo se desplaza hacia arriba y hacia abajo (en un electrocardiógrafo normal, lo que se desplaza es una aguja cuya tinta marca un papel “armando” el electrocardiograma). Cuando la corriente eléctrica que está registrando un electrodo va en la misma dirección, lo que se registra en el ECG es una onda positiva; si lo que esta registrando el electrodo es una corriente eléctrica que se aleja de él, lo que se obtendrá en el registro es una onda negativa, por el trazado que origina la aguja del galvanómetro al desplazarse hacia abajo. La mayoría de los electrocardiógrafos actuales tienen un alto grado de automatización, presentando en general buena calidad de registro. Lo más habitual es que la calibración del aparato se haga a 10mm=1mv y la velocidad del papel a 25 milímetros por segundo así como la inscripción más corriente se hace por chorro de tinta. El papel del registro es milimetrado de forma que dos barras gruesas

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equivalen a un tiempo de 0,20 segundos estando este período, a su vez, dividido en períodos más cortos de 0,04 segundos.

Nociones de Anatomía y Fisiología del Corazón Bien… trataré de explicar, con mis escasos conocimientos de anatomía, la relación entre “el sistema eléctrico del corazón” y su fisiología a efectos de poder definir valores de tensión, resistencia y corriente que se ponen de manifiesto en las diferentes fases del funcionamiento cardíaco. La frecuencia de los latidos del corazón está controlada por el sistema nervioso vegetativo de modo que el sistema simpático la acelera y el parasimpático la retarda. Dijimos que los impulsos nerviosos se originan de forma rítmica en el nodo “sino auricular”, localizado en la aurícula derecha junto a la desembocadura de la vena cava superior (vea la figura 1). Existen distintas vías internodales que conectan el nodo sino auricular con el nódulo auriculoventricular, donde tiene lugar un retardo en la conducción del impulso nervioso para facilitar el vaciado de las aurículas antes de que tenga lugar la activación ventricular. El impulso eléctrico continúa a través del haz de His que se divide en dos ramas, que a su vez se subdividen en las llamadas fibras de Purkinge, en el espesor de las paredes ventriculares. El corazón normal posee una rica variedad celular con propiedades anatómicas y fisiológicas bien diferenciadas. Células de actividad automática (eléctricas). Células de actividad contráctil (de trabajo). Tejido conectivo (de entramado). Vasos. Las células de actividad automática, muestran un potencial diastólico

Bases Para el Diseño de un Electrocardiógrafo de reposo que al activarse estimulan y desencadenan la contracción de las células de actividad contráctil produciéndose la fase sistólica del ciclo cardiaco, para cuya dinámica es imprescindible un perfecto estado del tejido conectivo que le sirve de entramado, y de un adecuado aporte de energía (substratos y oxígeno) que le llega a través de los vasos. Las células de actividad automática tienen mayor facilidad para la despolarización que las de actividad contráctil, por eso aquellas se localizan en los centros marcapasos habituales (nódulo sinusal, nódulo aurículo-ventricular y sistema de Purkinje).Todo el proceso que pone en marcha el potencial de acción transmembrana se debe a los cambios que continuamente se están produciendo en la membrana celular. La estimulación de una célula muscular aumenta la permeabilidad de su membrana produciendo cambios iónicos a través de la misma. El registro en el electrocardiograma de este fenómeno se corresponde con una curva que se llama potencial de acción transmembrana y que consta de dos partes y cuatro fases. FASE 0: Al inicio, la membrana celular se encuentra en estado de reposo. En el interior de la célula predominan los iones de potasio K+ mientras que el exterior está ocupado por los iones de sodio Na+. Esto genera una diferencia de tensión a ambos lados de la membrana que posee una resistencia de 1000 Ohm/cm2, produciéndose una acumulación de cargas negativas en el interior y de positivas en el exterior. La curva de corriente, instantes antes de la activación transcurre por la isoeléctrica. Esta fase 0 recibe el nombre de despolarización. El impulso de excitación generado a partir del centro marcapasos (nódulo sinusal) se difunde rápidamente por todo el corazón, produciendo una caída en la resistencia de la membrana celular desde 1000 Ohm a 100 Ohm aproximadamente, provocando

cambios súbitos en la permeabilidad iónica de forma que el Na+ y el Ca++ penetran en la célula mientras que el K+ inicia su salida. El cambio de cargas generado a uno y otro lado de la membrana celular origina un potencial positivo, cuyo valor se sitúa en torno de los 30mV. Estos intercambios rápidos de iones, se producen a través de unos canales específicos para cada ión existentes en todas las membranas celulares, y cuya integridad es básica para la normalidad de todo el proceso electro-genético. Durante esta fase ningún estímulo extra podrá activar un nuevo PAT (período refractario absoluto). FASE I: Es también conocida como fase de repolarización lenta. En ella todavía persiste la entrada de iones Na+ y Ca++ a través de otro tipo de canales de flujo más lento, mientras que el K+ sale del interior celular. FASE II: Desde un punto de vista iónico se caracteriza por la salida masiva de K+ al exterior, lo que genera un declive en el PAT de forma paulatina, aumentando progresivamente también la permeabilidad de la membrana para el Na+. Esta fase conocida también como "sístole eléctrica " tiene su representación en el ECG de superficie a través del complejo QRS. FASE III: En esta fase persiste el intercambio iónico en el mismo sentido, como en la fase II, pero desde un punto de vista eléctrico la capa externa celular comienza a cargarse positivamente, mientras que la interna se rodea de cargas negativas. Esta fase de repolarización eléctrica se identifica en el ECG como el segmento ST y la onda T, y en ella un estímulo extra potente podría provocar la aparición de un nuevo PAT (período refractario relativo). Esta "vulnerabilidad" del miocárdico a generar un PAT depende directamente de las concentraciones de K+, de forma que a menor concentración mayor vulnerabilidad.

FASE IV: En esta fase también conocida como de "potencial de reposo" ó fase diastólica eléctrica, se produce la salida del Na+ y la penetración del K+, a través de un mecanismo activo conocido como " bomba iónica " restableciéndose el equilibrio inicial, con lo cual el PAT alcanza su valor de reposo de unos 100mV (en realidad -100mV). En el ECG este período se corresponde con el tiempo que media entre T y un nuevo QRS. El estímulo se expande por todo el miocardio auricular, lo que se corresponde con la primera inscripción gráfica del ECG y que recibe en el nombre de onda P. Posteriormente dicho estímulo alcanza la unión atrioventricular (AV). La unión AV está a su vez conformada por tejido especializado para el automatismo (nodo AV) y para la conducción (haz de His), vea las fi-guras 1 y 2. Desde este punto surgen dos ramas a izquierda y derecha respectivamente, desde donde el estímulo eléctrico se distribuye por ambos ventrículos a través del sistema específico de Purkinje. La rama izquierda a poco de nacer se divide en dos hemirramas, una que discurre pegada a la pared anterior y otra sobre la pared posterior. La rama derecha posee un trayecto más largo que la izquierda y además no se ramifica tan precozmente. Cuando el estímulo alcanza el nodo AV sufre un retraso fisiológico de entre 120 y 220 milisegundos, denominado intervalo PR del ECG, para posteriormente despolarizar ambos ventrículos a través de la red de Purkinje en un tiempo que varía entre 60 y 100 ms. La despolarización ventricular, denominada comúnmente QRS, se reconoce en el ECG como la inscripción de mayor voltaje, que aparece tras el segmento PQ ó PR. Todas las fases que componen la estimulación cardíaca global, están marcadas por unos tiempos de inscripción y unas características morfológicas que serán decisivas en el análisis electrocardiográfico. Para mantener íntegro el sistema de

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Electromedicina Figura 5

ante la unión de los cables del brazo derecho y del pie izquierdo. La derivación aVF revela los potenciales que hay en el pie izquierdo respecto a la conexión hecha con la unión de los cables de los brazos derecho e izquierdo.

Figura 6

Figura 7

automatismo y conducción, los vasos coronarios aportan una rica irrigación a todos los elementos. La coronaria derecha es la responsable de la irrigación del nódulo sinusal en un 70% de los casos, y en un 90% de casos de la irrigación del nodo AV, el fascículo de His y de la casi totalidad de la rama derecha. La rama izquierda irriga en un 30% y un 10% el NS y el nodo AV respectivamente y la rama izquierda de conducción. La isquemia miocárdica es la principal responsable de la mayoría de los trastornos electrocardiográficos que afectan al sistema automático y de conducción del corazón.

Bases para el Diseño de un Electrocardiógrafo El funcionamiento del electrocardiógrafo, como equipo de diagnostico clínico, se basa en la instalación de una serie de electrodos en la superficie de la piel del paciente a nivel de la región toráxica. Estos electrodos permiten capturar la señal elec-

trocardiográfica generada por la actividad del músculo cardíaco del paciente y se pueden colocar de acuerdo a las denominadas “derivaciones bipolares o derivaciones unipolares”. Es decir, la disposición de las conexiones de cada par de electrodos recibe el nombre de derivación. En el registro del electrocardiograma se utilizan habitualmente doce derivaciones: las derivaciones de extremidades, las derivaciones de extremidades aumentadas y las derivaciones precordiales. Derivaciones de extremidades aumentadas. Estas derivaciones son unipolares (figura 5) y registran las variaciones eléctricas de potencial en un punto (brazo derecho, brazo izquierdo o pierna izquierda) respecto a otro punto en que la actividad eléctrica durante la contracción cardíaca no varía significativamente. La derivación está aumentada en virtud del tipo de conexión eléctrica, que da como resultado un trazo de amplitud aumentada. La derivación aVR inscribe los potenciales eléctricos del brazo derecho respecto a un punto nulo, que se hace uniendo los cables del brazo izquierdo y de la pierna izquierda. La derivación aVL registra los potenciales del brazo izquierdo en relación a una conexión hecha medi-

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Derivaciones de extremidades. Estas derivaciones son bipolares, porque detectan las variaciones eléctricas en dos puntos y ponen de manifiesto la diferencia. DI es una conexión entre electrodos situados en el brazo izquierdo y en el brazo derecho. Cuando el brazo izquierdo está en un campo de fuerzas positivo respecto al brazo derecho, en DI se inscribe una deflexión hacia arriba (positiva). DII es la conexión entre los electrodos situados en la pierna izquierda y el brazo derecho, Cuando la pierna izquierda está en un campo de fuerzas positivo respecto del brazo derecho, se inscribe una deflexión hacia arriba en esta derivación. DIII es una conexión entre la pierna izquierda y el brazo izquierdo. Cuando la pierna izquierda está en un campo de fuerzas positivo respecto al brazo izquierdo, se inscribe una deflexión positiva en DIII (figura 6). Derivaciones precordiales. Estas derivaciones son unipolares y se registran en el tórax desde la posición 1 a la 6 (figura 7). Los electrodos móviles registran el potencial eléctrico que hay bajo ellos mismos respecto a la conexión terminal central, que se hace conectando los cables del brazo derecho, el brazo izquierdo, y la pierna izquierda. El potencial eléctrico de la conexión terminal central no varía significativamente a través del ciclo cardíaco; por tanto, los registros efectuados con la conexión V muestran las variaciones eléctricas que tienen lugar debajo del electrodo precordial móvil. La posición de V1 está en el IV espacio intercostal a la derecha del esternón; V2 está en el IV espacio intercostal a la izquierda del esternón; V4 está a la izquierda de la línea

Bases Para el Diseño de un Electrocardiógrafo Figura 8

medioclavicular en el V espacio intercostal; V3 está a medio camino entre V2 y V4; V5 está en el V espacio intercostal en la línea axilar anterior, y V6 está en el V espacio intercostal en la línea medioaxilar izquierda. A veces son de utilidad otros emplazamientos de las derivaciones precordiales, por ejemplo, aquellas que están elevadas 5cm por encima de las posiciones usuales (EV1, EV2, etc.) que pueden ayudar a detectar

Figura 9

por minuto en un individuo normal en reposo. Este impulso se extiende a lo largo de la aurícula y se dirige de arriba hacia abajo un poco oblicua, de la derecha a la izquierda y de atrás hacia adelante, por lo que los campos eléctricos y el vector resultante van a tener una orientación especial. Las porciones del electrocardiograma entre las deflexiones se denominan segmentos, y las distancias entre ondas se denominan intervalos. El ECG puede ser dividido en los siguientes intervalos y segmentos:

infartos de miocardio, o aquellas que están situadas 5cm por debajo de las posiciones usuales (LV1, LV2, etc.) cuando el corazón está anormalmente bajo en el tórax, como ocurre con los pacientes con enfisema pulmonar. Gracias a estas derivaciones se obtiene una imagen total de la actividad eléctrica del corazón, figura 8. El nodo sinusal produce un impulso eléctrico que da una frecuencia aproximada entre 60 y 80 pulsaciones

Onda P. En condiciones normales es la primera marca reconocible en el ECG. Corresponde a la llegada de la señal de activación a las aurículas. Su duración es menor de 100ms y su voltaje no excede los 2,5mV. Intervalo PR: Muestra el período de inactividad eléctrica correspondiente al retraso fisiológico que sufre el estímulo en el nodo auriculoventric ular. Su duración debe estar compren dida entre los 120 y 200ms. Complejo QRS: Es la marca más característica de la señal electrocar diográfica. Representa la llegada de la señal de activación a ambos ventrícu los. Su duración es de 80 a 100ms. Segmento ST: Comprende desde el final del complejo QRS hasta el ini cio de la onda T. Onda T: Corresponde a la repolarización ventricular, aparece al final del segmento ST. Intervalo QT: Comprende desde el inicio del complejo QRS hasta el final de la onda T y representa la despolarización y repolarización ventricular. Su duración estará entre 320 y 400ms. A continuación se muestra una tabla con la relación entre el ritmo cardíaco y la duración de este intervalo. Ritmo cardíaco 60 70 80 90 100 120

Duración QT (s) 0.33 - 0.43 0.31 - 0.41 0.29 - 0.38 0.28 - 0.36 0.27 - 0.53 0.25 - 0.32

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Electromedicina Un Electrocardiógrafo Básico Originalmente un ECG incluye filtros que eliminan ciertas frecuencias como por ejemplo, la de 50Hz o 60Hz de la red de las ondas electromagnéticas generadas por los equipos eléctricos. Un electrocardiógrafo básico, como el de la figura 9, no incluye ningún tipo de filFigura 11 tro, solo amplificadores, por lo que cuando funciona se aprecia una superposición de ondas y de la propia del corazón solo se observa la onda R. Con este equipo, en un osciloscopio, se pude tener una gráfica como la mostrada en la figura 10. Las etapas que debe poseer un electrocardiógrafo son :

2) Amplificador de señal (con cir 5) Filtro pasa banda (0.5Hz a cuito integrado para instrumentación 120Hz ). como el AD620 ó INA118P ). 6) Circuito de protección opcional 3) Protección del paciente (optoa - (pierna derecha). coplado ). 4) Filtro Notch (60Hz ó 50Hz Figura 10 dependiendo de la frecuencia de la linea de tensión del país donde se vaya a utilizar).

1) Adaptador de impedancia. Figura 12

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Bases Para el Diseño de un Electrocardiógrafo Figura 13

Muchos fabricantes de semiconductores diseñan circuitos específicos para uso en determinadas disciplinas, por ejemplo, Texas Instruments propone el circuito de la figura 11. A la fecha, estamos en espera de que nos lleguen los integrados para poder evaluar su desempeño y oportunamente les comentaremos los resultados. En Internet también puede hallar varios circuitos y, entre ellos, podemos destacar el de la figura 12. Este es un diseño “muy popular en Internet”, se trata de un electrocardiógrafo de 3 canales y fue realizado por David Fernando Torres de la Mora. En nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave “electrocar264” le brindamos más información sobre éste y otros circuitos, asi como los links de los autores y todos los elementos (incluso programas para PC) para su construcción y puesta en marcha. En la próxima edición describire-

mos el montaje completo de un electrocardiógrafo que puede ser utilizado en cualquier computadora y que permite la impresión de los resultados por medio de una impresora común. Para que vea la sencillez del aparato, en la figura 13 reproducimos

el circuito eléctrico y en la figura 14 mostramos la señal que hemos obtenido. En nuestra web, con la clave antes mencionada, también podrá descargar este proyecto si es que no quiere aguardar a la próxima edición. ✪

Figura 14

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AUTO ELÉCTRICO LM327: Intérprete OBD a RS232

Descripción de una Interfase OBD2 Parte 1: Descripción de los Terminales

Como ya explicamos en diferentes ediciones, casi todos los automóviles producidos hoy en día tienen que proveer, por ley, una interfase a partir de la cual un equipo de prueba pueda obtener información de diag nóstico. La transferencia de datos en estas interfases obedece a varias normas, ninguna de las cuales es directamente compatible con PCs o PDAs. El ELM327 está diseñado para funcionar como puente entre estos puertos de Diagnóstico A Bordo (OBD) y una interfaz RS232 (puerto serial de computadora, por ejemplo). En esta nota comenzaremos a describir este componente ya que los técnicos dedicados a la electrónica del automóvil verán a este componente en muchas aplicaciones. Por Luis Horacio Rodríguez

E

l ELM327, fabricado por la empresa “ELM Electronics” es una interfase para OBD que surge de las mejoras realizadas de las versiones anteriores: ELM320, ELM322, y ELM323 agregándoles 7 protocolos CAN. El resultado es un circuito integrado que puede sensar, y convertir los protocolos más comunes en uso actualmente, en forma automática. También hay un número de mejoras tales como una opción RS232 de alta velocidad, monitoreo de la tensión de la batería y características configurables por medio de parámetros programables, para nombrar unas pocas. El ELM327 requiere unos pocos componentes externos para convertirlo en un circuito funcional a pleno. Las páginas siguientes tratan los detalles de la interfaz y muestran cómo usar el IC para hablarle a su vehículo, y luego termina con 2 circuitos para iniciarlo.

Las principales aplicaciones de este integrado son: 1. Lectores de código de fallas para el diagnóstico. 2. Herramientas de exploración del automóvil. 3. Ayudas para la enseñanza. Características 1. Soporta 12 protoco los. 2. Velocidades de transferencia de RS232 hasta 500Kbps. 3. Búsqueda automáti ca de protocolos. 4. Plenamente configurable con comandos AT. 5. Entrada de tensión para monitoreo de batería.

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Descripciones de las Patas Estos CIs son dispositivos de 28 patas, disponibles en formato DIP o en envase del tipo de montaje superficial. En la figura 1 podemos Figura 1

Descripción de una Interfase OBDII ver la disposición de terminales de este circuito integrado. La función de cada pata es la siguiente: MCRL (pata 1): Un “0” lógico aplicado momentáneamente a esta entrada reinicializará al ELM 327. Si no se usa, esta pata debe conectarse a Vcc. Vmeasure (pata 2): Es una entrada analógica que se usa para medir una señal de 0 a 5V que se le aplique. Se debe tener cuidado de que la tensión no supere el valor de la alimentación ya que puede haber daño. Si no se usa, esta pata debe conectarse a Vdd o Vss. J1850 Volts (pata 3): Se trata de un salida que se puede usar para controlar una tensión de alimentación para la salida “J1850 Bus +”. Esta pata pone un “1” cuando se requiere 8V (para el J1850 VPW) y un 0 cuando se necesita 5V (como en aplicaciones J1850 PWM). Si no se necesita esta capacidad de conmutación para su aplicación, esta salida se puede dejar sin conexión. J1850 Bus + (pata 4): Es otra salida que se usa para excitar la línea “J1850 Bus +” a un nivel activo. Note que esta señal no se tiene que usar para la “Línea Bus” (como sucede en el LM320) ya que se provee una salida separada “J1850 Bus” en la pata 14. Memory (pata 5): Esta entrada controla el estado por defecto de la opción de memoria. Si esta pata está en 1 durante el arranque o la reinicialización, se habilitará la función de memoria por defecto. Si está en 0, se inhabilitará. La memoria siempre se puede habilitar o inhabilitar con los comandos AT M1 y AT M0. Baud Rate (pata 6): Este termi-

nal es una entrada que controla la velocidad de transferencia de la interfaz RS232. Si está en “1” durante el arranque o la reinicialización, la velocidad de transferencia se establecerá en 38400 (o la velocidad que ha sido establecida por PP OC) y si está en “0” siempre será 9600. LFmode (pata 7): Esta entrada se usa para seleccionar el modo de alimentación de línea por defecto a usar luego de un arranque o reinicialización. Si está en “1”, entonces por defecto los mensajes enviados por el ELM327 serán terminados tanto con un retorno de carro como con un carácter de alimentación de línea. Si está en “0”, las líneas se terminarán sólo con un retorno de carro. Este comportamiento siempre se puede modificar emitiendo un comando AT L1 o AT L0. Vss (patas 8 y 19): Corresponden a la tierra del circuito integrado. XT1 (pata 9) y XT2 (pata 10): Entre estas 2 patas se conecta un oscilador de cristal de 4MHz. También se deben conectar capacitores de 27pF entre estas 2 patas y tierra. Note que este dispositivo no ha sido configurado para trabajar con un oscilador externo ya que sólo se debe conectar un cristal a estas patas. VPW In (pata 11): Esta es la entrada activa alta de la señal de datos J1850 VPW. En reposo, esta pata debe estar en “0”. Esta entrada tiene un Schmitt trigger de manera que no se necesita una amplificación especial. ISO In (pata 12): Es la entrada activa baja de la señal de datos ISO 9141 e ISO 14230. Se deriva de la Línea K y debe estar en “1” en

Protocolo SAE J1850 Debemos aclarar que el “BUS SAE J1850” es un bus empleado para diagnóstico y adquisición de datos en vehículos. El bus J1850 puede operar de dos formas; mediante una señal PWM de 41.6Kbps de dos hilos de información diferencial o por medio de una señal VPW de 10.4Kbps de un solo hilo. El protocolo de comunicaciones establece una longitud máxima para la transmisión de datos de 32 metros, pudiendo conectar 32 nodos. Fue desarrollado en 1994 y es posible que en poco tiempo sea reemplazado por protocolos más modernos. Se trata de un protocolo clase B. En este protocolo, un estado alto o “1” lógico puede tomar tensiones de entre 4,25V y 20V mientras que el estado bajo o “0” lógico es inferior a 3,25V. Los valores altos y bajos se envían como símbolos o palabras (no son un único bit). Cada símbolo tiene una duración de 64µs o 128µS. No es objeto de esta nota explicar cómo funciona el protocolo, pero en forma sintética podemos decir que es un protocolo adoptado por EE UU (y por ende es de aplicación masiva), es muy parecido al protocolo CAN ya que se aplica en automotores y permite el uso de uno o dos cables con dos velocidades de transmisión y dos técnicas de codificación del bit (PWM: modulación por ancho de pulso y VPW: modulación variable del ancho de pulso). Para la detección de errores emplea CRC o Checksum dependiendo del formato del mensaje y de la técnica de modulación seleccionada. Una Interfase de comunicaciones J1850 permite interconectar una amplia variedad de microcontroladores con muy poca atención del sistema o microcontrolador principal. Si desea conocer más sobre este protocolo y sobre protocolos sistemas de comunicaciones en general, puede descargar el libro “Sistemas de Comunicaciones” desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave “protomanual”.

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Auto Eléctrico Figura 2

reposo (bus en receso). No se requiere amplificación especial ya que esta entrada tiene un Schmitt trigger.

VDD (pata 20): Esta pata es la de la tensión positiva de alimentación. El circuito interno conectado a esta pata se usa para

suministrar la reinicialización de encendido del microprocesador, de manera que no se necesita una señal externa de reinicialización. Figura 3

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Descripción de una Interfase OBDII ISO K (pata 21) e ISO L (pata 22): Estas son las señales de salida activa alta que se usan para excitar los buses ISO 9141 e ISO 14230 a un nivel activo. Muchos vehículos no requieren la Línea “L-“ . Si el suyo no lo necesita, simplemente puede dejar la pata 22 abierta. CAN Tx (pata 23) y CAN Rx (pata 24): Estas son las 2 señales CAN de interfaz que deben conectarse a un CI transceptor CAN. Si no se usa, esta pata debe conectarse a VDD. RS232 Rx LED (pata 25), RS232 Tx LED (pata 26), OBD Rx LED (pata 27) y OBD Tx LED (pata 28): Estas 4 patas de salida normalmente están en “1” y pasan a “0” cuando el ELM327 está transmitiendo o recibiendo datos. Estas salidas son adecuadas para excitar directamente a la mayoría de los LEDs a través de resistores limitadores de corriente o para hacer de interfaz con otros circuitos lógicos. Si no se usan, estas patas se pueden dejar abiertas. Note que la pata 28 también se puede usar para apagar todos los Parámetros Programables.

Un Intérprete Sencillo: Interfase OBD a USB En la figura 2 se observa el diagrama en bloques del integrado. Note que el conector OBD del automóvil puede enviar datos al LM327 siguiendo diferentes protocolos (CAN, ISO, J1850), además, siempre envía una tensión variable cuyo valor le indica al integrado el tipo de código que se debe inter-

pretar. Esta tensión ingresa a un conversor A/D de modo que la señal resultante se dirige al intérprete de códigos y protocolos en conjunto con la información del código OBD. La señal es procesada y convertida en información RS232 que será enviada por la pata 17 del LM327. De esta manera hemos descripto la función de cada terminal del LM327. A partir de la próxima edición veremos cómo usar el ELM327 para obtener información de su vehículo. Comenzaremos viendo cómo ¨hablar¨ al CI usando una PC, luego explicaremos cómo cambiar opciones usando comandos AT, y finalmente mostraremos cómo usar el ELM327 para obtener códigos de fallas (y reinicializarlos). Para que el lector pueda tener una noción de cómo es un circuito “intérprete” de códigos OBD, en la figura 3 se grafica el circuito de una interfase OBD a puerto USB (vea la foto del comienzo para saber cómo se presenta comercialmente este equipo). En futuras ediciones veremos cómo construir este prototipo, cómo conectarlo a la PC y cuál es el programa que se debe instalar en la PC para que reconozca los códigos

enviados por esta interfase. Para los técnicos más avanzados, también describiremos cómo usar algunas de las características programables de este producto. Deduciremos que usar el ELM327 no es tan difícil como parece. Muchos usuarios nunca necesitarán emitir un comando AT, ajustar tiempos de exclusión Figura 4 o cambiar encabezadores. A lo sumo, todo lo que se requiere es una PC o una PDA con un programa Terminal 8tal como HyperTerminal o ZTemp y conocimiento de comandos OBD, tema que ya hemos desarrollado y volveremos a hacerlo con mayor profundidad.

Interfase OBDII Optoacoplada Ahora bien, no siempre es preciso tener un LM327, por ejemplo, en la figura 4 se brinda el circuito de una interfase muy sencilla probada con éxito en los automóviles VW con el programa kwp2000test de Sanders o con el soft “Vag-Com 3.03”. Al ejecutar el programa VAG_COM debe aparecer “adapter status found ready”, esto sirve para corroborar que la interfase recibe y envía bien los datos. En el conector OBDII K es la pata 7, L es la pata 15, Vcc (12V) es la pata 16 y las patas 4 y 5 del conector deben conectarse a la masa de la interfase de la figura 4. También puede ser probado en automóviles Fiat con el programa “alfadiag”, que es bastante completo. Se debe poner DTR a +12V, o sea SET DTR. ✪

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S E C C I O N . D E L . L E C T O R Seminarios Gratuitos Vamos a su Localidad Como es nuestra costumbre, Saber Electrónica ha programado una serie de seminarios gratuitos para socios del Club SE que se dictan en diferentes provincias de la República Argentina y de otros países. Para estos seminarios se prepara material de apoyo que puede ser adquirido por los asistentes a precios económicos, pero de ninguna manera su compra es obligatoria para poder asistir al evento. Si Ud. desea que realicemos algún evento en la localidad donde reside, puede contactarse telefónicamente al número (011) 4301-8804 o vía e-mail a: [email protected]. Para dictar un seminario precisamos un lugar donde se pueda realizar el evento y un contacto a quien los lectores puedan recurrir para quitarse dudas sobre dicha reunión. La premisa fundamental es que el seminario resulte gratuito para los asistentes y que se busque la forma de optimizar gastos para que ésto sea posible.

Respuestas a Consultas Recibidas Para mayor comodidad y rapidez en las respuestas, Ud. puede realizar sus consultas por escrito vía carta o por Internet a la casilla de correo:

De esta manera tendrá respuesta inmediata ya que el alto costo del correo y la poca seguridad en el envío de piezas simples pueden ser causas de que su respuesta se demore. Pregunta 1. Hola amigos de Saber Electrónica, mi nombre es Carlos. Estuve leyendo el articulo sobre ipoki publicado en la revista Saber Electrónica 253 y quisiera saber cómo es que puedo compartir mi posición en tiempo real con mi celular con mis amigos. Ya estoy compartiéndola con ellos por Internet pero queríamos ver como funcionaba por medio de los celulares. Si me pudieran decir por favor tanto para los celulares con GPS como para aquellos que como nosotros, no conta-

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mos con celulares tan modernos. Gracias Carlos Fernandez Montero Respuesta 1. Hola, no hace falta que el teléfono tenga GPS. Simplemente tenés que descargar la aplicación al teléfono (por ahora no es para cualquier teléfono, solamente el listado en la página de Ipoki) y seguir las instrucciones del archivo de ayuda. Una vez instalado el programa en el teléfono y estando activo, cada vez que el teléfono está prendido, desde Internet o desde otro teléfono que también tenga el programa podés saber dónde se encuentra ya que el programa cada vez que detecta una nueva ubicación del teléfono envía automáticamente mensaje a la página de Ipoki diciendo dónde está. Por supuesto que si el teléfono no tiene saldo, ésto no va a ser posible porque no se puede enviar el mensaje automático. Ahora bien, estamos desarrollando un sistema por GPS, justamente para que no sea necesario tener saldo. Te mantendremos informado.✪