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Tipo: Apuntes
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Matrices de LEDs
// DESCARGA GRATUITA // “int año = 1, número 3;” /* MAYO 2008 */
Todo lo que tienes que saber
para la construcción de tu propio cartel
de matriz de diodos LEDs
número = 3; año = 1; Dirección y Redacción: Ariel Palazzesi Argentina [email protected] www.ucontrol.com.ar Edición, Redacción y Corrección: Reinier Torres Labrada Cuba [email protected] Diseño: DCV Verónica C. Lavore Argentina [email protected] Consejo Editorial: Mario Sacco Argentina [email protected] Carlos Ortega Sabio España [email protected] Diego Márquez García - Cuervo Marcos Lazcano Argentina [email protected] Pedro Venezuela [email protected]
.inicio
.editorial
Es increíble lo rápido que pasan dos meses cuan- do uno tiene la responsabilidad de armar una revista que ve la luz cada 64 días. Hay que robar horas al descanso, e intentar no excederse de la fecha de entrega. Extraña- mente, y a pesar de la gran cantidad de horas que insume esta tarea, en ningún momento la hemos sentido como una carga. Todo lo contrario. Tienes en tus manos el tercer número de esta re- vista, que poco a poco, se va afianzando y que ya han descargado bastante más de 40.000 personas. Es una sensación muy interesante el sentir que hay, distribuidos por casi todo el mundo, hay miles de lectores esperando que este numero esté listo. Eso nos llena de orgullo, y a la vez, nos compromete aun más con este proyecto. En cada número de uControl Revista se van su- mando colaboradores. Cuando nos sentamos a definir como sería esta publicación, no estamos muy seguros de que los aficionados se animasen a enviarnos sus trabajos. Hoy podemos decir que nos equivocamos: prácticamente todos los días recibimos algún trabajo que merecería ser publicado. Y lo serán, en los ejemplares siguientes. Éste numero esta dedicado a los carteles de LEDs. El hombre siempre ha sentido una extraña fascinación por las luces de colores (quizás sea una evolución natural de los “espejitos de colores” que deleitaron a los indígenas de América hace 500 años), y si vienen de a centenares, mejor que mejor. Y eso es de lo que se trata un cartel de LEDS: varios cientos de luces organizadas de forma que pueden exhibir un mensaje escrito o una imagen. Hoy puedes comenzar a diseñar el tuyo. Los que gustan de montar proyectos, sin preocu- parse por tener que dedicar horas a su diseño, están de parabienes. Este ejemplar continúa con la publicación de la sección “Circuiteca”, en la que encontrarás algunos cir- cuitos que seguramente llamarán tu atención. Hemos dedicado el artículo “retro” al emblemá- tico chip de sonido SID6581, que durante años deleitó nuestros oídos generando todos los sonidos de la mítica Commodore 64. Hoy día se ha convertido en un objeto de culto muy buscado por los coleccionistas. Aquellos que siguen de cerca los tutoriales de pro- gramación y la construcción del “relojito”, podrán seguir aprendiendo gracias a los artículos correspondientes. Como siempre, esperamos sus mails con las crí- ticas y sugerencias, para que cada ejemplar de uControl Revista sea un poco mejor que el anterior.
.indice
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.staff hicimos este número...
Pic BASIC III uso práctico del PIC12F675 II sensor de temperatura LM retardador de la red electrica cpn el CI matrices de LEDs matriz de LEDs de 8x memorias I2C con Proton Lite módulo ICSP para PIC16F y Protoboard cálculo de disipadores decodificador de protocolo ABA Track usando LCDs II detector de humo y gases microcontrolado el relojito III paleotrónica: SID
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.tutorial
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El valor final de la variable “TOTAL” depende enton- ces de cual sea el estado de PORTA.4 al momento de hacer la evaluación. Si es igual a “1”, “TOTAL” tendrá un valor de 14 (10 + 4). Si PORTA.4 = 0, “TOTAL” tendrá un valor de 12 (10 + 2). Veamos algunos ejemplos válidos de este caso:
En el ultimo ejemplo la condición PORTA.0 equivale a PORTA.0 = 1.
CASO 2: Muchas veces, luego de evaluar la condición ne- cesitamos ejecutar más de una instrucción. En los ejemplos vistos en el CASO 1 siempre se ejecutaba una sola instruc- ción cuando la condición era cierta. La manera de ejecutar múltiples sentencias dentro de una estructura IF-THEN impli- ca emplear el ENDIF :
No varia prácticamente nada respecto del primer caso, solo que esta vez se van a ejecutar todas las instruc- ciones que se encuentren entre el THEN y el ENDIF cada vez que condición sea verdadera. Veamos un ejemplo. Supongamos el siguiente programa:
El ejemplo anterior, la condición A = 2 es verdadera (puesto que ese es el valor que le asignamos a “A” mas arri- ba), por lo que las dos instrucciones dentro del THEN-ENDIF se ejecutaran. Esto hace que TOTAL tome el valor de 10 (hagan las cuentitas!). Si “A” hubiese tenido otro valor, esas dos sentencias no se ejecutarían y TOTAL seguiría valiendo “0” al terminar el programa.
CASO 3: Hay veces que de acuerdo a la condición, que- remos ejecutar un grupo u otro de instrucciones. Para eso, utilizamos el ELSE:
Es decir, si la condición es verdadera, se ejecutan las sentencias entre THEN y ELSE. Y si la condición es falsa, las que estén entre ELSE y ENDIF. “ELSE” puede ser tradu- cido como “en otro caso” o “si no...”. Veamos un ejemplo. Supongamos el siguiente programa:
El ejemplo anterior, la condición PORTA.4 = 1 deter- mina que bloque de instrucciones se ejecutan. Si es verdade- ra, A = 4 y TOTAL = TOTAL + 5 son usadas. Caso contrario se ejecutan A = 0 y TOTAL = TOTAL + 15. Luego, indepen- dientemente de cual haya sido el caso, el programa sigue con la sentencia que se encuentre a continuación del ENDIF. Por ultimo, tenemos que saber que es posible “ani- dar” instrucciones IF-THEN-ELSE-ENDIF , con lo que se pueden tomar decisiones verdaderamente complejas. Por supuesto, tenemos que ser cautos en el uso de esta caracte- rística ya que debido a limitaciones en el tamaño de la pila y
IF condición THEN instrucción 1 instrucción 2 ... instrucción n ENDIF
IF A = B THEN PORTA.0 = 1
IF B > A THEN A = B
IF B = 5 THEN A = 0
IF (A = 0) OR (B = 5) THEN C = 2
IF PORTA.0 THEN PORTB.3 = 0
DIM A AS BYTE ‘Declaro la variable “A” como BYTE DIM B AS BYTE ‘Declaro la variable “B” como BYTE DIM C AS BYTE ‘Declaro la variable “C” como BYTE DIM D AS BYTE ‘Declaro la variable “D” como BYTE DIM TOTAL AS BYTE ‘Declaro la variable “TOTAL” como BYTE ‘ TOTAL = 0 ‘Le asigno el valor 0 a la variable “TOTAL” A = 2 ‘Le asigno el valor 2 a la variable “A” B = 5 ‘Le asigno el valor 5 a la variable “B” C = 1 ‘Le asigno el valor 1 a la variable “C” D = 0 ‘Le asigno el valor 0 a la variable “D” ‘ IF A = 2 THEN A = B + (C * D) TOTAL = A * B ENDIF
IF condición THEN instrucciónv 1 instrucciónv 2 ... instrucciónv n ELSE instrucciónf 1 instrucciónf 2 ... instrucciónf n ENDIF
ALLDIGITAL ‘Voy a usar todos los pines como E/S. ‘ TRISA = %11111111 ‘Todo el PORTA como entradas DIM A AS BYTE ‘Declaro la variable “A” como BYTE DIM TOTAL AS BYTE ‘Declaro la variable “TOTAL” como BYTE ‘ TOTAL = 10 ‘Le asigno el valor 10 a la variable “TOTAL” A = 2 ‘Le asigno el valor 2 a la variable “A” ‘ IF PORTA.4 = 1 THEN A = 4 TOTAL = TOTAL + 5 ELSE A = 0 TOTAL = TOTAL + 15 ENDIF
.tutorial
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cantidad de memoria disponible del PIC podemos ocasionar un desborde y el programa colapsara. Este seria un ejemplo de un anidamiento:
Las sentencias en color negro corresponden a una estructura IF-THEN-ELSE-ENDIF y las que están en verde a la otra, que se encuentra dentro (“anidada” en) de la primera.
FOR - TO - STEP - NEXT
Así como la toma de decisiones que vimos antes está presente en casi todos nuestros programas, las estruc- turas que permiten repetir un grupo de instrucciones un nú- mero determinado de veces también son indispensables. En PIC SIMULATOR IDE hay dos de ellas. Veremos ya mismo la primera de ellas: FOR - TO - STEP - NEXT. Esta estructura necesita una variable (tipo Byte o Word) para funcionar. En cada iteración del bucle, la variable va cambiando su valor. Cuando el valor de la variable alcan- za o supera el valor prefijado, el bucle termina. La forma del bucle es la siguiente:
Veamos un ejemplo concreto. Supongamos que queremos sumar los números del 1 al 100. El programa que- daría como sigue:
Hemos declarado la variable A como BYTE, ya que su valor va a mantenerse en el rango 0..255. Para TOTAL utilizamos una variable tipo WORD, ya que la suma va a superar el valor máximo de un BYTE. (Recordemos que WORD permite valores en el rango 0..65535)
El bucle se ejecuta 100 veces, la primera de ellas A vale 1, la segunda 2, la tercera 3, hasta la última en la que vale 100. Ese incremento (1 por ves) esta dado por el valor a continuación del STEP. En los casos como este en que STEP vale 1, puede omitirse, como veremos en ejemplos posteriores. TOTAL comienza valiendo 0 (se le asigna ese valor fuera del bucle) y en cada iteración se le suma el valor que tenga A en ese momento. De esa manera, TOTAL va toman- do los valores 1, 3, 6, 10, .... 5050. Tanto valor_inicial como valor_final y paso pueden ser variables. El siguiente trozo de código hace lo mismo que el anterior, pero usa variables:
CONTÍNUA EN LA PÁGINA SIGUIENTE
IF PORTB.1 = 1 THEN IF A = 2 THEN A = B + (C * D) TOTAL = A * B ELSE A = 0 ENDIF ELSE A = 19 ENDIF
FOR variable = valor_inicial TO valor_final STEP paso instruccion instruccion ... instruccionn NEXT variable
DIM A AS BYTE ‘Declaro la variable “A” como BYTE DIM TOTAL AS WORD ‘Declaro la variable “TOTAL” como WORD ‘ TOTAL = 0 ‘Asigno “0” a la variable “TOTAL”. ‘ FOR A = 1 TO 100 STEP 1 ‘”A” va de 1 a 100 de 1 en 1 TOTAL = TOTAL + A ‘Sumo “A” al valor de “TOTAL”. NEXT A ‘fin del bucle.
DIM A AS BYTE ‘Declaro la variable “A” como BYTE DIM INICIO AS BYTE ‘Declaro la variable “INICIO” como BYTE DIM FINAL AS BYTE ‘Declaro la variable “FINAL” como BYTE DIM PASO AS BYTE ‘Declaro la variable “PASO” como BYTE DIM TOTAL AS WORD ‘Declaro la variable “TOTAL” como WORD ‘ INICIO = 1 ‘Asigno “1” a la variable “INICIO”. FINAL = 100 ‘Asigno “100” a la variable “FINAL”. PASO = 1 ‘Asigno “1” a la variable “PASO”. TOTAL = 0 ‘Asigno “0” a la variable “TOTAL”. ‘ FOR A = INICIO TO FINAL STEP PASO ‘”A” va de 1 a 100 de 1 en 1
jemplo 3: Las instrucciones dentro del siguiente WHILE- WEND se ejecutan 10 veces, y al terminar la variable B con- tiene la suma de los números del 0 al 10 naturales:
Cuando A = 10, se suma su valor a A, y al llegar al WEND el control del programa se transfiere al WHILE , don- de se evalúa la condición A < 10, se determina que es falsa, y el programa pasa el control a la línea que exista después del WEND.
Conclusión
Hemos visto como hacer para que nuestros programas sean capaces de tomar decisiones, y como lograr que un grupo de instrucciones se repita un nu- mero determinado de veces. Estas dos características de PIC BASIC nos permitirán crear programas mucho más eficientes y compactos.
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no es cierta al momento de ejecutar la primera vez el WHI- LE , el flujo del programa pasara directamente a la instrucción posterior al WEND y las instrucciones dentro del bucle no se ejecutaran ninguna vez. No hay mucho mas para decir de WHILE-WEND , solo analizar algunos ejemplos:
Ejemplo 1: El siguiente es un bucle infinito. Como dentro del cuerpo del WHILE-WEND no se cambia el valor de la varia- ble A, esta siempre vale “0” y la condición del WHILE nunca es falsa, por lo que se repite eternamente:
Ejemplo 2: Las instrucciones dentro del siguiente WHILE- WEND no se ejecutan nunca, dado que la condicion siempre es falsa:
DIM A AS BYTE A = 0 ... WHILE A = 0 instruccion instruccion ... Instrucción n WEND ...
DIM A AS BYTE A = 0 ... WHILE A > 0 instruccion instruccion ... Instrucción n WEND ...
DIM A AS BYTE DIM A AS BYTE A = 0 B = 0 ‘ WHILE A < 10 A = A + 1 ‘Incremento la variable A B = B + A ‘Sumo a B el valor de la variable A WEND
.tutorial
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.tutorial
En este nuevo número podremos construir y practicar con una mini-entrenadora
de muy bajo coste basada en el PIC12F675 o similares. Será una excelente herra-
mienta para comenzar a experimentar con estas pequeñas maravillas de la técni-
ca moderna.
parte II
uso práctico del PIC12F
.Descripción del circuito
Con el capitulo anterior pudimos ver una apli- cación practica del PIC12F675. El circuito que hoy les presentamos pondrá a nuestra disposición una mini- tarjeta entrenadora de reducidas dimensiones y de muy bajo coste, aunque sin resignar interés o posibili- dades. Con ella podemos realizar prácticas con PWM, I/O, ADC y RS-232. La placa esta compuesta de varios puertos de en- trada salida. El CN2 nos permite descargar nuestros pro- gramas al micro directamente sin necesidad de extraerlo de su zócalo (ICSP, In Circuit Serial Programming). Esto nos aportara una gran comodidad y un gran ahorro de tiem- po. Por otro lado podremos conectar un servomotor Futaba S3003 (o compatible) en CN1 para aprender a controlarlo por modulación de ancho de pulso (PWM, por pulse-wi- dth modulation en inglés). También podremos colocar un sensor de temperatura LM35 y varios dispositivos más. El puerto serie RS232 trabajará en modo Tx, de esta forma se enviara información serial al PC lo que nos facilitara la tarea de la depuración de los programas que estemos ensayando y nos permitirá enviar datos para poder ser procesados por nuestro ordenador para, por ejemplo, mostrar una grafica de temperatura. La entrenadora tiene incorporado un dio- do led que junto con la tecla miniatura alojada en la placa nos permitirá hacer practicas con el modulo de entradas y salidas digitales (I/O) del PIC y por supuesto una resisten- cia ajustable que nos permite interactuar con el convertidor analógico digital que es un modulo interno conocido como ADC (Analog to Digital Converter).
.Memoria:
Antes de seguir haremos una pequeña reseña de las características de la memoria de programa (FLASH) del PIC. Este PIC en particular tiene una capacidad de
//Carlos Ortega Sabio// [email protected]
Imagen 3D de un programador.
Imagen de la Mini-Entrenadora montada empleando el método de fabricación de circuitos impresos explicado en la revista.
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rácter universal que lo hace comprensible por aficionados y profesionales no importando cual sea el lenguaje usado habitualmente.
.Programadores:
Para poder continuar necesitamos unos cono- cimientos básicos sobre programadores de PIC ya que necesitaremos de hacernos con uno de ellos para poder volcar nuestros programas desde el PC a nuestra placa entrenadora. El programador o también conocido como “quemador” esta compuesto generalmente de dos partes de un hardware que contiene la circuiteria necesaria para poder conectarse a nuestro PIC y poder transferir nuestro programa a el, el “hard” del programador se complemen- ta con un software que se ejecuta en nuestro ordenador, este software nos transfiere el archivo generado por el compilador de nuestro lenguaje respetando un protoco- lo determinado, este archivo pasa por el “hard” del pro- gramador que lo convierte a señales comprensibles por nuestro PIC. Así que para transferir nuestro programa tenemos que conectar el programador físicamente al PIC, esto se puede hacer de varias formas ya sea que el programador tenga un zócalo en su circuito impreso para poder insertar el PIC hasta ser programado y vuelto a colocar en nuestro circuito o por ejemplo como la entrenadora que tratamos en este capitulo, en el que conectamos el programador me- diante un cable de cinta plana con unos conectores a ella, y de esta manera no tenemos que extraer el micro de nuestra placa. El “soft” de nuestro programador tiene que ser con- figurado como mínimo para indicarle que modelo de PIC estamos utilizando. Hay muchos programadores completos de uso libre que circulan por la red, por lo que no suele ser un grave problema de fabricar o comprar alguno. Por comodidad utilizo una versión adaptada por mí de uno de los varios que se pueden obtener en la página del PSI (http://www.oshonsoft.com/picprog.html). Desde el software del programador puedo activar o desactivar la ali- mentación del micro de la entrenadora así como enviarle un Reset. Por supuesto que hay que tener en cuenta que hay muchos tipos de programadores ya estén integrados en la misma placa de nuestro proyecto o ya sean programadores de un nivel mas profesional que suelen llevar un gran numero de funciones ya que están gobernados por un microcontro- lador ellos mismos, de todas formas a saber que ya usemos un tipo u otro ambos nos programaran nuestro PIC. Nuestra placa entrenadora se conecta al “hard” de nuestro programador mediante 5 hilos dicha conexión se realiza mediante CN2, que corresponde: Vpp (5Vdc) esta tensión de alimentación la controla el programador y para esto cambiaremos de posición JP2 (uniones 2 y 3) en la pla- ca, tenemos Vss que corresponde a GND del circuito, Data por donde se transfieren los datos al PIC, Clock que sincroni-
za la información que fluye entre programador y PIC, por ulti- mo y no menos importante la señal de un relativo alto voltaje (en este caso superior a 13V, en otros programadores puede ser inferior, a partir de 11V) que le indica a nuestro micro que entre en modo programación y siendo controlándola por nosotros desde el PC provoca un bloqueo del PIC o Reset según se utilice.
.Descripción general del circuito:
Comenzaremos con la descripción del circuito desde la fuente de alimentación que está compuesta por un jack de alimentación para circuito impreso J1, por donde entra la ali- mentación de 9Vdc a nuestro circuito. Continúa pasando (en serie) por el puente JP1 y D1, donde JP1 hace de interruptor y D1 nos protege de una posible inversión de polaridad. Los condensadores C2 y C3 ayudan al filtrado de la alimenta- ción.R8 es la resistencia limitadora del LED1 de color verde 3mm, que cumple la función de testigo de la alimentación.
Posición de los componentes y puentes sobre el PCB.
Este es el PCB que albergara los componentes.
.tutorial
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Luego os al popular estabilizador de 1Amp. LM7805CV (U2),que nos reduce y estabiliza la tensión de entrada a 5VDC,estando su salida filtrada por C4 y C5. Además, C5 (al igual que C3) ayuda a cumplir con la de- manda de corriente instantánea de nuestra placa. El resto de los componentes van asociados di- rectamente al microcontrolador PIC12F675, siendo D la protección contra inversión de polaridad proveniente del conector CN2 que es el encargado de dar conexión a nuestro micro con el programador. JP2 nos permite se- leccionar si la alimentación de nuestro circuito será su- ministrado por el programador o por la fuente interna de nuestra placa. Los resistores R3 y R2 polarizan las líneas de Datos y Clock del PIC, que podrían eliminarse del es- quema siempre y cuando programásemos como salidas sus respectivos pines del micro en nuestros programas. R1 no puede ser eliminada del circuito porque el pin del PIC asociado a Vpp no puede ser programado como salida digital, aplicando la norma de no dejar sin conexión (o “al aire”) ninguna entrada CMOS. C1 es el condensador de desacople de la alimen-
tación del PIC. Para trabajar con el ADC usaremos el RAJ con el que podremos variar la tensión en el pin asociado. Mediante R4 y C7 constituimos un circuito atenuador de las pequeñas variaciones de resistencia inherentes a la película de carbón de RAJ2. Hay que tener en cuenta que otra función importante de R4 es la de proteger al micro en el caso que olvidemos de configurar este pin (GP2) como entrada, ya que si lo configuramos como salida esta tendrá que estar en estado alto o bajo y hay que tener en cuenta que el cursor de RAJ2 puede llegar también a estar en uno de estos dos estados, y si se diera la coin- cidencia de que el cursor quedara en un estado contrario habría una “lucha de niveles” entre RAJ2 y el PIC llegando seguramente al deterioro de uno de los dos componentes. Esto solo pasaría si no estuviera R4 para impedirlo. S1 es una tecla miniatura para soldar directamen- te en circuito impreso que comparte pin con R4 y C7 me- diante R10, en este caso la función de R10 es similar a la de R4, tanto para atenuar la diferencia de niveles entre GP2 (en caso de ser programada como salida en estado alto y al mismo tiempo S1 estando pulsada). Además,
C1 100nF CONDENSADOR CERAMICO, MKP, MKT C2 10nF CONDENSADOR CERAMICO, MKP, MKT C3 220uF/16V ELECTROLITICO C4 100nF CONDENSADOR CERAMICO, MKP, MKT C5 100uF/16V ELECTROLITICO C6 100uF/16V ELECTROLITICO C7 4.7uF/16V ELECTROLITICO CN1 HEADER, MACHO ACODADO 3 ELEMENTOS CN2 HEADER, MACHO ACODADO 5 ELEMENTOS CN4 DB9, HEMBRA ACODADO PARA CIRCUITO IMPRESO D1 1N4007 DIODO D2 1N4007 DIODO J1 JACK DE ALIMENTACION PARA CIRCUITO IMPRESO JP1 HEADER, MACHO ACODADO 2 ELEMENTOS JP2 HEADER, MACHO ACODADO 3 ELEMENTOS LED1 LED, Verde 3mm LED2 LED, Rojo 3mm R1 33K RESISENCIA 1/8W o 1/4W R2 33K RESISENCIA 1/8W o 1/4W R3 33K RESISENCIA 1/8W o 1/4W R4 4k7 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R5 330 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R6 4K7 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R7 100 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R8 470 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R9 330 RESISENCIA 1/8W o 1/4W R10 100 RESISENCIA 1/8W o 1/4W
Lista de materiales:
**- 1 placa de circuito impreso simple cara de 5.5x6.5mm
Además necesitaremos:
.tutorial www.elsolucionario.org
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.circuiteca
sensor de temperatura LM
El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Puede
medir temperaturas en el rango que abarca desde -55º a + 150ºC. La salida es
muy lineal y cada grado centígrado equivale a 10 mV en la salida. Veremos sus
características y forma de utilizarlo en nuestros proyectos.
//A. Palazzesi/C. Ortega Sabio// [email protected] [email protected]
A pesar de la existencia de otros sensores de temperatura que funcionan de forma analógica o in- cluso los del tipo DS1820 con interfaz 1-wire, el LM es uno de los más utilizados en los proyectos de los aficionados. Gran parte de su éxito se debe a la pre- cisión que posee, y a su bajo costo. Este sensor es fabricado por Fairchild y National Semiconductor
Su tensión de salida es proporcional ala tempera- tura, en la escala Celsius. No necesita calibración externa y es de bajo costo. Funciona en el rango de alimentación comprendido entre 4 y 30 voltios. Como ventaja adicional, el LM35 no requiere de circuitos adicionales para su calibración externa cuando se desea obtener una precisión del orden de ±0.25 ºC a temperatura ambiente, y ±0.75 ºC en un rango de tempe- ratura desde 55 a 150 ºC. La baja impedancia de salida, su salida lineal y su precisa calibración inherente hace posible una fácil insta- lación en un circuito de control. Debido a su baja corriente de alimentación (60uA), se produce un efecto de autocalentamiento reducido, me- nos de 0.1 ºC en situación de aire estacionario.
.Encapsulado
El sensor se encuentra disponible en diferentes encapsulados pero el mas común es el TO-92, una cáp- sula comúnmente utilizada por los transistores de baja po- tencia, como el BC548 o el 2N2904. La figura 1 nos mues-
Características: Precisión de ~1,5ºC (peor caso), 0.5ºC garantizados a 25ºC.
tra la disposición de sus pines, que son tres: alimentación (VCC), tierra (GND) y salida (OUT).
Circuitos de aplicación: Acondicionador de señal para LM35x El LM35 permite una precisión importante, pu- diendo leerse fracciones de grado. Pero para ello es ne- cesario hacer un adecuado tratamiento de la señal, ya que al trabajar con tensiones tan pequeñas, cualquier ruido o interferencia puede hacernos tomar una lectura errónea, o a veces, errática. Carlos Ortega Sabio ha desarrollado este circuito, que facilita la lectura del sensor mediante un microcontrolador.
.El circuito El circuito acondicionador esta pensado para poder elegir el rango de trabajo del LM35, aunque teniendo en cuen- ta que la temperatura mínima que podremos leer será 0º, aun- que fácilmente podría modificarse, y con la ayuda de la hoja de datos del sensor, trabajar con todo el rango de temperatu- ras disponible. Este es el circuito propuesto por Carlos:
Cápsulas posibles y su pinout
por un despiste u olvido, lo dejemos configurado como salida, creando una “lucha de niveles” entre la salida del IC2B y el pin del PIC. R7 evita este problema. R8 cierra el entorno de voltaje de ajuste del RA1. Solo necesitamos unos pocos cientos de milivoltios para la vida más fácil ya que el RA1, de esta forma, nos dará un grado de precisión muy elevado. Teniendo esto en cuenta proce- demos a ajustar el circuito para trabajar con un rango de temperatura, por ejem- plo, de 15º a 30º centígrados.
Links: Fairchild : http://www.fairchildsemi.com/ National Semiconductor : http://www.national.com/
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.Funcionamiento y ajuste
El circuito queda ajustado mediante RA2 a ga- nancia 10, pero para poder llegar a un valor mas próximo al rango dinámico de trabajo del ADC, se podría sustituir este potenciómetro (RA2) por uno de 20K, con lo que la ganancia máxima llegaría a 21 = (R5 + RA2) / R5. Este cambio permitiría llegar a los 3 voltios. No conviene llevar la tensión de salida (pin 7) del IC2B a un valor muy próxima al de la alimentación, ya que este dejará de trabajar linealmente. El valor de R5 parece redundante en la formulita, pero en realidad no lo es. No hay más que cambiar el valor de R5 por 2K y veréis que todo cambia. Hay que tener en cuenta que “el que reparte se lleva la mejor parte”, en este caso el que diseña se reserva colocar los valores de los componentes, y en este caso ganancia de IC2B es igual a 1 + 10 = 11. La ganancia del circuito restador se calcula te- niendo en cuenta que siempre se cumpla lo siguiente: R = R2 y R3 = R4, con lo que la ganancia será igual a R4/R2. De esta forma podríamos simplificar el circuito realizando todo con un único amplificador operacional, por ejemplo con el CA3140. En este caso, para que el circuito funcio- nara igual que el otro, tendríamos que darle ganancia 10, y esto se haría cambiando el valor de R3 y R4 por 100K (R3 = R4 = 100K). La salida del circuito se encuentra en el pin 5 del co- nector SV1, que vamos a suponer se conecta al pin RA4 de un microcontrolador con conversor ADC, como el PIC16F88. Si trabajamos sobre una placa para desarrollos, es fácil que el pin RA4 (que es nuestra entrada analógica),
Este es el esquema del acondicionador de señal para LM35x”
El circuito acondicionador esta pensado para poder elegir el rango de trabajo del LM
.circuiteca www.elsolucionario.org
.circuiteca
parte de la compañía de electricidad mediante uno de sus dos juegos de contactos. El otro juego controla el pin de Reset del 555. Cuando el circuito termina su temporización activa el relé, que restablece el suministro eléctrico y al mismo tiempo “congela” el circuito en este ultimo estado, deján- dolo preparado para un nuevo ciclo en el caso de una se- gunda caída de la tensión de la red eléctrica. La red se aplica al circuito mediante la bornera CN1 y la salida a controlar se conecta a CN2. Estaña- remos todas las pistas asociadas a la ruta de 220 AC en nuestra placa de circuito impreso (figura 2). Con las mis- mas tendremos especial cuidado en su manipulado ya que trabajamos con tensiones peligrosas. Aunque los contactos del relé no sufrirán desgaste haciendo maniobras continuas, hay que tener en cuenta que a pesar de soportar 5 Amperes por circuito, debemos mante- ner su corriente de trabajo en un valor menor, estando ésta limitada también por la superficie de las pistas de la placa del circuito impreso y por los mismas borneras. Para controlar corrientes más elevadas se puede utilizar este circuito para gobernar elementos de control de mayor potencia. Para aumentar la inmunidad a los cortes de ten- sión incrementaremos la capacidad de C4, y mediante la red RC compuesta por R1 y C2 podremos variar el tiempo de espera previo a la reactivación del circuito después de ser restaurada la red eléctrica por la compañía. Seguidamente paso a explicar su segunda utilidad, en la que los profesionales verán realmente una aplicación interesante. Mediante CN3 podemos conectar una carga de una potencia a elegir, en este caso 200Watios (dos lámparas de filamento de 100 Watios en paralelo), que permitirán limitar la corriente de entrada mientras dure el periodo de temporización. Esto permite que en los lugares donde hay fuentes de alimentación compuestas por filtros con condensadores de elevada capacidad estos obtengan una limitación a su demanda instantánea de corriente de carga, evitando tener que colocar costosos automatismos eléctricos de protección y rearme de la red eléctrica preci- samente por estas elevadas corrientes instantáneas.
.Montaje
Una vez que tengamos la placa de circuito impreso taladrada y verificada se procederá a soldar los componen- tes, desde los más pequeños a los de mayor tamaño. Termi- nado este proceso procederemos con el estañado de las pis- tas de potencia (220AC), siendo generosos con el estaño. Terminado todo esto comprobaremos que la distri- bución de las tensiones en la placa sean correctas, pres- tando especialmente atención la salida del estabilizador 7812 (aprox. 12VDC) y la presente entre los pines 1 y 8 (alimentación) del 555, que debe ser la misma tensión presente a la salida del estabilizador.
Figura 2: Detalle de las pistas de potencia recién estañadas, quedando la placa lista para su limpieza y barnizado.
Figura 3: Placa terminada, con todos sus componentes colocados.
Figura 4: Vista de la parte inferior del circuito impreso.
Figura 5: Distribución de los componentes.
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.circuiteca
Si la tensión que suministra la fuente de alimenta- ción es superior en 4 o 5 voltios a la del regulador (12VDC) procederemos a colocar un disipador miniatura al mismo. Tendremos especial cuidado al orientar los componentes con polarización en la placa, como los diodos, diodos LED, condensadores electrolíticos y el propio circuito integrado. Una vez comprobado el buen funcionamiento del
circuito, procederemos a la limpieza de las pistas y solda- duras usando una brocha plana no muy grande con las cerdas cortadas a unos 3 o 4cm de su base e impregna- da ésta en disolvente universal. Una vez secas las pistas, se procederá al barnizado de las mismas con una ligera (pero consistente) capa de barniz en spray para uso en circuitos impresos.
B1 PUENTE RECTIFICADOR B380C C1 CONDENSADOR 100nF CERAMICO, MKT, MKP C2 CONDENSADOR 100uF/25V ELECTROLITICO C3 CONDENSADOR 100nF CERAMICO, MKT, MKP C4 CONDENSADOR 100uF/25V ELECTROLITICO C5 CONDENSADOR 100nF CERAMICO, MKT, MKP CN1 BORNERA SEPARACION 5mm PIN, TIPO AK500/ CN2 BORNERA SEPARACION 5mm PIN, TIPO AK500/ CN3 BORNERA SEPARACION 5mm PIN, TIPO AK500/ D1 DIODO 1N D2 LED 3MM AMBAR D3 LED 3MM ROJO F1 PORTAFUSIBLE PARA CIRCUITO IMPRESO CON FUNDA PROTECTORA Y FUSIBLE DE 1AMP IC1 CIRCUITO INTEGRADO CMOS TS555CN IC2 CIRCUITO INTEGRADO LM7812CV R1 RESISTENCIA 220k, 1/4W R2 RESISTENCIA 470, 1/4W R3 RESISTENCIA 10k, 1/4W R4 RESISTENCIA 1k8, 1/4W R5 RESISTENCIA 1k, 1/4W R7 VARISTOR 275V RL1-12 VDC RELE OMRON G2R- TR1 TRANSFORMADOR ARISTON TR-4112 2.4VA 230V/12V
Lista de materiales:
Además necesitaremos:
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