rivelatore portatile di gas - fare elettronica · spedizione in a.p. - 45% - art. 2 comma 20/b...

REALIZZAZIONI PRATICHE • TUTORIALS • RADIANTISTICA • COMPUTER HARDWARE • ROBOTICA

INDICATORE DI STATOPER LINEA TELEFONICAAMPLIFICATORE 50+50W

PER AUTO E CASA

TUTORIAL

• LE INTERFACCE SERIALI RS-232

HARDWARE

• GUIDA ALL’USO DEI DISPLAYLCD INTELLIGENTI (IIa parte)

• IL BUS I2C (IIa parte):ESEMPI APPLICATIVI

MHz

• AMPLIFICATORE TV CANALE H2 600 mW

• PREAMPLIFICATORE PER1240 MHz DA 18 DB/NF 1,2 DB

€ 4,13 - Frs 8,00N° 215 - MAGGIO 2003 - ANNO 19

ALL’INTERNO LE PAGINE DI:

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ELETTRONICA GENERALE

• TIMER DIGITALEDA 1 SECONDO A 999 ORE

INDICATORE DI STATOPER LINEA TELEFONICAAMPLIFICATORE 50+50W

PER AUTO E CASA

RIVELATORE PORTATILEDI GASRIVELATORE PORTATILEDI GAS

ROBOMANIA

• REALIZZIAMO UN SEMPLICE ROBOT BEAM: IL SYMET

• INTRDUZIONE AI SERVO RC

www.farelettronica.com

Tiziano [email protected]

reda

ziona

le Proprio qualche giorno fa, discutevo con un amico di come sia cambiata la “fame disperimentazione” dei giovani lettori di riviste dedicate all’elettronica applicata.L’avvento dell’informatica di massa, ha fornito loro nuovi modi di sperimentare ed un mondosconfinato in cui muoversi, rendendo molto più semplice cimentarsi con mouse e tastiera checon saldatore e multimetro. Inoltre, la grande offerta sul mercato di prodotti tecnologicamenteavanzati a prezzi competitivi, rende ancora più difficile appassionarsi a questa disciplina:“Perché costruire un amplificatore per auto, quando posso comprarlo ad un prezzo basso,risparmiando tempo ed assicurandomi del risultato?”.La risposta è semplice, cari lettori, sperimentare, è un esercizio per la mente, è uno stimoloalla nostra autostima, è la soddisfazione di veder funzionare qualcosa dopo averlo costruito, èincrementare il nostro bagaglio d’esperienza.Personalmente ritengo che stiamo vivendo una stagione molto interessante per l’elettronicaapplicata, il mercato offre componenti e sistemi di sviluppo sempre più avanzati ed economici,ormai il limite a costruire è soltanto la conoscenza. Quindi sperimentate, costruite i circuitiproposti e modificateli per adattarli alle vostre esigenze, contattate gli autori chiedendo loroconsiglio, è tutta esperienza in più. I più giovani scopriranno che questo è decisivo nella loropreparazione al mondo del lavoro, sempre più competitivo ed alla ricerca di gente qualificata.

Adesso veniamo al numero di questo mese. Noterete che abbiamo dovuto rinunciare ad alcunerubriche ed alla terza puntata di RECS101 (che andrà sul prossimo numero), per dare piùspazio agli articoli che sono numerosi.Marco Masotti presenta l’interessante “rivelatore portatile di gas” che, con l’avvicinarsi dellevacanze, si renderà utile a tutti i possessori di roulotte o camper.Andrea Marani propone un amplificatore 50+50 W per auto e casa, da utilizzare in associazioneal convertitore DC/DC presentato nel numero precedente.Maurizio Del Corso continua la serie d’articoli sull’utilizzo dei display LCD intelligenti, spiegandocome controllarli utilizzando un microprocessore PIC.Anche Mariano Paolizzi e Salvatore Silvestri continuano la serie d’articoli sul bus I2C affrontandola gestione delle EEPROM seriali.Diamo il benvenuto a Maurizio Cugola che ha scritto un articolo istruttivo e divertente,sentiremo parlare di Maurizio nei prossimi numeri e vi assicuro che quello che ha in cantiereè veramente interessante.Vincenzo Villa continua la serie dei tutorial sulle interfacce per PC, questo mese spiega ilfunzionamento della porta seriale RS-232.Per tutti gli appassionati di radiantistica, la rubrica MHz, offre ottimi spunti con gli articoli diMarco Lento, Giuseppe Signoris e Carlo Pria.Infine in Robomania, rubrica che ha riscosso un notevole interesse, questo mese si affronta lacostruzione di due robot, il primo, Symet, semplice ed economico da realizzare, l’altro, IronClaw, più complesso e quindi necessariamente diviso in più puntate.

Sono certo che avete visitato il nuovo sito web di Fare elettronica (www.farelettronica.com)che, a pochi giorni dalla sua nascita, procede alla velocità di circa 400 visite al giorno. Ringraziotutti i lettori che ci hanno scritto dandoci consigli o criticando alcune scelte, aiutandoci adaffinare questo strumento rendendolo sempre migliore. Vi anticipo che è previsto un sostanzialeaggiornamento nei prossimi giorni, quindi continuate a visitarci e ne vedrete delle belle.Ci scusiamo con gli abbonati per il ritardo con cui stiamo spedendo CD omaggio, lo ricevereteper posta entro la fine di Maggio.

Infine ringrazio tutti i lettori per le parole d’incoraggiamento a continuare per la strada intra-presa ed apprezzamento per il lavoro svolto. In un mercato di riviste sempre più uguali tra loro,noi stiamo lavorando per offrirvi un prodotto non solo ricco di contenuti ma anche divertenteda leggere. Continuate a scrivermi, fatemi sapere cosa v’interessa o cosa cambiereste, nondimenticate che siete voi a decidere.

Non mi resta che augurarvi buona lettura e rinnovare l’appuntamento al prossimo mese.

“SPERIMENTARE”

3

DIRETTORE RESPONSABILE:Angelo Cattaneo ([email protected])

DIRETTORE TECNICO:Tiziano Galizia ([email protected])

REDAZIONE - SEGRETERIA:Stefania Cucchi ([email protected])

GRAFICA E IMPAGINAZIONE:Progetto grafico: Graficonsult - Milano ([email protected])Impaginazione: Piera Loddo ([email protected])Monica Ambrogi ([email protected])Ilaria Borghese ([email protected])

HANNO COLLABORATO:Andrea Marani, Fabrizio Fazio, Giulio Buseghin, Giuseppe Signoris,Riccardo Ricci, Sergio Tanzilli, Vincenzo Villa, Carlo Pria,Maurizio Del Corso, Marco Masotti, Mariano Paolizzi, Salvatore Silvestri,Marco Lento, Luigi Carnvale, Massimiliano Benvenuti, Maurizio Cugola

DIREZIONE - REDAZIONE - SEDE LEGALEDTP Studio srlVia Matteotti, 8 - 28043 Bellinzago N.se (NO)Tel. 0321/927287 - Fax 0321/927042E-mail [email protected]

PUBBLICITÀ:DTP Studio O321/927287 (Redazione)Dimensione inserto pubblicitario

STAMPA:SATE - Zingonia - Verdellino (BG)

DISTRIBUZIONE:Parrini & C. S.r.l. piazza Colonna, 361 - 00187 Roma.Il periodico Fare Elettronica è in attesa del numero diiscrizione al Registro Nazionale della stampa.

UFFICIO ABBONAMENTIPARRINI & C. S.r.l. Servizio abbonamenti Via Tucidide, 56/ bis/Torre 1Per informazioni, sottoscrizione o rinnovo dell’abbonamento:Telelefono: 02/76119009 - Fax: 02/76119012.

Una copia € 4,13 (arretrati: € Euro 7,50; non vengono evase richieste di numeri arre-trati antecedenti un anno dal numero in corso). Abbonamento annuo € 33,00 estero€ 95,03. Spedizione in abbonamento postale 45% art. 2 comma 20/B legge 662/96 -Milano. Per sottoscrizione abbonamenti utilizzare il c/c postale 12767281 intestato aDTP Studio Editrice - Casella Postale n° 100 Bellinzago Novarese (NO)

Autorizzazione alla pubblicazione del Tribunale di Novara n. 24/97 del 17/6/1997 © Tutti i diritti di riproduzione odi traduzione degli articoli pubblicati sono riservati. Manoscritti, disegni e fotografie sono di proprietàdi DTP Studio e non si restituiscono. © Diritti d’autore: La protezione del diritto d’autore è estesa nonsolamente al contenuto redazionale di Fare Elettronica ma anche alle illustrazioni e ai circuiti stam-pati. Conformemente alla legge sui Brevetti n.1127 del 29-6-39, i circuiti e gli schemi pubblicati su FareElettronica possono essere realizzati solo ed esclusivamente per scopi privati o scientifici e comunquenon commerciali. L'utilizzazione degli schemi non comporta alcuna responsabilità da parte della So-cietà editrice. La Società editrice è in diritto di tradurre e/o fare tradurre un articolo e di utilizzarloper le sue diverse edizioni e attività dietro compenso conforme alle tariffe in uso presso la societàstessa. Alcuni circuiti, dispositivi, componenti ecc. descritti in questa rivista possono beneficiare deidiritti propri ai brevetti: la Società editrice non assume alcuna responsabilità per il fatto che ciò possanon essere menzionato. Domande tecniche: Per ragioni redazionali, non formulare richieste che esu-lino da argomenti trattati su questa rivista. Per chiarimenti di natura tecnica riguardanti i kit elencatinel listino generale oppure gli articoli pubblicati, scrivere a: DTP Studio Editrice srl, Via Matteotti, 8 -28043 Bellinzago N.se (NO).

elenco inserzionisti

contatti

Artek 51-76Electro Services 85Elettroshop 67Europart 111Futura 9-61GPE kit 23GRIFO II cop.HSA III copIdea elettronica 45Pianeta elettronica 16Sandit 79Twintec 38

collaborazioneLa redazione di Fare Elettronica è alla continuaricerca di collaboratori per la stesura di articoli,progetti, tutorials, rubriche e libri.Alla rivista possono collaborare tutti i lettori.Gli articoli tecnici riguardanti i progetti realizzatidovranno essere accompagnati possibilmente confoto a colori, schema elettrico, circuito stampatoed elenco componenti.Per richieste di collaborazione scrivere [email protected] o telefonare al numero0321-927287.

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Spazio B H

Pagina vivo 210 280

Doppia pagina vivo 420 280

1/2 pagina orizzontale gabbia 185 122

1/2 pagina verticale gabbia 90 250

1/4 pagina gabbia 90 122

SOMMARIO

elettronica generaleIndicatore di stato per linea telefonica 17di Fabrizio Fazio

Timer digitale da 1 secondo a 999 ore 24MK3920di Giulio Buseghin

bassa frequenzaAmplificatore HI FI 50+50W 10per casa e autodi Andrea Marani

tutorialLe interfacce seriali RS-232 68di Vincenzo Villa

StrumentazioneRilevatore portatile di gas 36di Marco Masotti

hardwareGuida all’uso dei display LCD intelligenti 28(seconda parte)di Maurizio Del Corso

Il BUS I2C (seconda parte): 46Esempi applicatividi Mariano Paolizzi e Salvatore Silvestri

Storia di un relè 54di Maurizio Cugola

L’interfaccia Midi e il compositore 62dell’era digitale (seconda parte)di Riccardo Ricci

mhzAmplificatore TV canale H2 600 mW 74di Marco Lento

Preamplificatore per 1240 MHzda 18 DB/NF 1,2 DB 80di Giuseppe Signoris

Le fuori serie 84di Carlo Pria

rubriche

Amplificatore HI-FI 50+50Wper casa e auto

News 6

Le fiere e mostre mercato 106di Giugno e Luglio 2003

In Vetrina:

Display LCD seriale 2x16 caratteri 108

Acoustic Box 3.0: 110Uno strumento indispensabile!

Electronic Shop 114

robomaniaRealizziamo un semplice robot BEAM: 88Il SYMETdi Luigi Carnevale

Iron Claw: un robot interamente 92realizzato in lega leggera (prima parte)di Massimiliano Benvenuti

Asimo 95di Tiziano Galizia

Introduzione ai servo RC 96di Sergio Tanzilli

Bussola elettronica CMPS03 100di Sergio Tanzilli

Rilevatore portatile di gas

Indicatore di stato per linea telefonica

RUBRICHE6

con i piani di frequenza997, 998 e Flex. Inoltre,questi standard e l’intero-perabilità sono stati col-laudati con successo tra-mite l’iniziativa VDSL-DMT InteroperabilityIniziative, intrapresa daiprincipali produttori dichipset e venditori disistema.

Il chipset ZipperWire per-mette di scegliere tra diver-se frequenze di trasmissio-ne dati, da 64kbps a100Mbps, in entrambe ledirezioni con una distanzamassima di 4,5k piedi. Iltraffico Upstream e down-stream (nella tratta verso larete e nella tratta dalla reteall’apparecchiatura d’uten-te) può essere programma-to con una granularitàmolto fine per garantireun’ampia gamma di com-binazioni simmetriche easimmetriche, in modo darendere disponibile tutta laflessibilità necessaria per inuovi servizi e per tenere ilpasso con l’evoluzionedegli standard. Inoltre,garantisce la compatibilitàspettrale con l’ADSL, SDSL,ISDN e una fortissimaimmunità all’interferenza aradiofrequenza e alle inter-ferenze note con il nome di“bridged taps”.La compatibilità con ADSLè un vantaggio importantepoiché è necessario che glioperatori di rete di teleco-municazione implementi-

CIRCUITI DI CONTROLLODELL’ALIMENTAZIONEPER LNB SATELLITARI DASTMICROELECTRONICSLa STMicroelectronics hapresentato un circuito dialimentazione e controlloper i circuiti LNB (low-noiseblock, blocco per l’elimina-zione del basso rumore)utilizzati nei ricevitori tele-visivi satellitari analogici edigitali. Il dispositivo è pro-gettato per essere utilizzatonei set-top box (STB, deco-der per TV) di tutte le areegeografiche e nelle applica-zioni emergenti per televi-sori e per PC card.

Il regolatore di tensioneLNBP21 va ad aumentareuna famiglia ben consoli-data di circuiti integrati dialimentazione e controlloper i sistemi per l’elimina-zione del basso rumore. Adifferenza delle versioniprecedenti, che usavano

un approccio lineare,l’LNBP21 si avvale di unconvertitore step-up DC-DC che può essere alimen-tato da un’unica tensionecompresa tra 8V e 15V. Ildispositivo inoltre utilizzaun tono di segnalazione di22kHz che permettere ilcontrollo dello LNB utiliz-zando il protocollo EutelsatDiSEqC. L’oscillatore siavvia rapidamente, inmodo da facilitare l’attiva-zione di questa funzione, erende possibile l’invio alloLNB di informazioni chepermettono di cambiare lapolarizzazione o la bandadi segnale.La ST ha inoltre integratoun’interfaccia di bus bi-direzionale I2C nel disposi-tivo LNBP21 in modo dapermettere un’ulterioremodalità di controllo delloLNB. Il dispositivo garanti-sce la protezione contro icorto circuiti e può effet-tuare diagnostica delloLNB. Garantisce la com-pensazione digitale dellalunghezza del cavo e unaprotezione contro le sovra-temperature. È previstainoltre una protezione con-tro le scariche elettrostati-che fino a 4kV sui piedini diingresso/uscita dell’alimen-tazione. L’LNB21 è disponi-bile in due package – unaversione SO-20 e una ver-sione Power SO-20.

STMICROELECTRONICSPRESENTA UN CHIPSETZIPPERWIRE™La STMicroelectronics haintrodotto un chipset VDSL(Very High Bitrate Digital

Subscriber Line, linea digi-tale d’utente ad altissimafrequenza di trasmissionedi bit) basato sulla propriatecnologia Zipper-DMT, ingrado di raggiungere unafrequenza aggregata di tra-smissione dei dati chesupera i 100Mbit/s su brevitratte, permettendo quindidi implementare diversiservizi ad ampia banda.Il chipset, denominatoZipperWire™, troverà appli-cazione nelle reti virtuali pri-vate (VPN, Virtual PrivateNetworks), nei sistemi divideoconferenza ad altaqualità e nei sistemi audio evideo multi canale di tipo“streamed” (a flusso conti-nuo).Poiché supporta frequenzedi trasmissione dei dati chepossono raggiungere i100Mbps, può essere uti-lizzato per diverse classi diservizio con differentimodalità di trasmissionedei dati sia simmetricheche asimmetriche.Il chipset ZipperWire èstato progettato per essereutilizzato sia nelle apparec-chiature di centrale chepresso il domicilio dell’u-tente, integra un modemcompleto di tipo FrequencyDivision Duplex DMT VDSL(duplex a divisione di fre-quenza) dalla linea finoall’interfaccia ATM, in duesoli chip: il ProcessoreSTLC90115 (DMT, DiscreteMulti Tone Modulation,modulazione multi tonodiscreta) e il Front End ana-logico STLC90114. Il chip-set è conforme a tutti glistandard internazionaliVDSL-DMT (ITU-T, T1 e1.4, ETSI) ed è compatibile

news

rubriche

Electronic shop 01

RUBRICHE 7

no dapprima il multi-stan-dard ADSL/ VDSL nelleapparecchiature di centra-le, in modo da prepararsiad effettuare una transizio-ne non traumatica versoVDSL, quando sarà neces-sario perché verranno residisponibili i primi servizi.Questo approccio permet-te di aggiungere le funzio-ni VDSL con un costo mar-ginale durante l’implemen-tazione dell’ADSL, elimi-nando la necessitò di re-investimenti massicci quan-do saranno disponibili i ser-vizi VDSL.Sono inoltre disponibilischede di valutazione e unprogetto completo di riferi-mento di modem.

BRIDGE USB 2.0ATA/ATAPI DI QUINTAGENERAZIONE PERMEMORIE DI MASSALa nuova soluzione pro-posta da CypressSemiconductor assicurala più completa portabili-tà di hard disk esterni,lettori di schede compactflash e numerosi altri dispo-sitivi di memorizzazioneche vengono alimentatitramite il bus USB.

Cypress SemiconductorCorporation ha di recenteampliato la propria offertadi soluzioni per USB con

l’introduzione di un bridgeper memorie di massa abassa dissipazione. Il nuovoISD-300LP™ è un control-lore compatibile con tutti idispositivi conformi allostandard ATA/ATAPI checonsente ai possessori dicomputer portatili di utiliz-zare i propri sottosistemi dimemorizzazione di massasenza dover avere a disposi-zione una presa di corrente.I dispositivi conformi allostandard USB 2.0 possonoessere di due tipi: autoali-mentati oppure alimentatitramite bus. Nel primocaso prelevano la correnteda una sorgente esterna,mentre nel secondo l’ali-mentazione viene fornitadirettamente dal bus USBinterno al personal compu-ter. Grazie ai dispositivi ali-mentati tramite bus, gliutenti possono eliminare lesorgenti di alimentazioneesterne e i relativi cavi, inmodo da ottenere un’effet-tiva portabilità e utilizzaredispositivi portatili comelettori di schede flash e let-tori audio portatili in asso-luta libertà.Unitamente a ISD-300LP,Cypress Semiconductorrende disponibile il kit diprogettazione CY4617. ilkit include una scheda divalutazione, i componentihardware e software neces-sari, i driver per Windows enumerose utilities necessa-rie per l’implementazionedi interfacce USB 2.0 a ele-vata velocità nelle periferi-che di memorizzazione dimassa.I primi campioni diCY7C68310, forniti in pac-kage TQFP a 80 pin, sono

gia disponibili, mentre laproduzione in volumi è pre-vista per il mese di maggio.

PLASMON:IL DEBUTTO DI UDOPlasmon ha presentato irivoluzionari media edrive UDO (Ultra DensityOptical).

Plasmon è stata la primaazienda a dimostrare il fun-zionamento di un drive cheutilizza un laser a raggioblu, studiato specificamen-te per l’archiviazione pro-fessionale di dati. UDOimpiega un raggio laser blue la tecnologia phase-chan-ge e offre una maggiorecapacità di archiviazione eil supporto di media di tipoWrite Once e riscrivibile.La prima generazione didrive UDO sarà in grado disupportare media caratte-rizzati da una capacità d’ar-chiviazione di 30GB, cheraggiungerà i 60 e i 120 GBnelle generazioni future.Implementato in base allostandard ISO dei drive da5,25 pollici e dei relativimedia, UDO costituisce lanaturale evoluzione all’at-tuale tecnologia magneto-ottica da 9,1 GB. Con unavita media superiore ai 50anni e un prezzo medio perGB di 2 dollari, i mediaUDO sono ideali per l’ar-chiviazione a lungo termi-ne di dati critici.

La disponibilità sul mercatoè prevista invece per ilquarto trimestre 2003.

GMB HR84 GRIFO® MINIBLOCK - HOUSING, 8OPTO-IN, 4 RELAYLa GMB HR84 é fonda-mentalmente un moduloda Barra DIN in grado dialloggiare una CPU MiniModulo del tipo CAN oGMM da 28 pins.

La GMB HR84 e' completadi ingressi, Galvanicamen-te isolati e visualizzati tra-mite LEDs; Uscite a Relayvisualizzati tramite LEDs;Uscita RTC tramite LEDs;Vaschetta DB9 per comu-nicazione seriale; Linea dicomunicazione CAN; Ali-mentatore stabilizzato;Linee di A/D, PWM, D/A,ecc. In un ingombro mini-mo essa contiene un com-pleto controllore in gradodi gestire completamenteuna specifica applicazione.Le caratteristiche dellaGMB HR84 sono leseguenti:

• Contenitore modulareper guide DIN 50022Modulbox modello M4HC53 per Barra DIN.Ingombri: frontale 90x71mm; altezza 73 mm

rubriche

Electronic shop 02

Electronic shop 04Electronic shop 03

RUBRICHE8

• 8 Ingressi Optoisolati chepossono essere indiffe-rentemente NPN o PNP

• Lo stato degli 8 ingressisono visualizzati da 8LEDs

• 4 Uscite a Relay da 5 A• Lo stato delle uscite e

degli Ingressi Optoisolatisono visualizzati da LEDs

• 1 Uscite TTL pilotata daRTC

• Il Modulo é abbinabilealle seguenti CPU

• CAN GM1: grifo® CANMiniModulo da 28 pinsbasata sulla CPU AtmelT89C51CC01 con 32KFLASH; 256 BytesRAM;1K ERAM; 2KFLASH for Bootloader; 2KEEPROM; 3 TimerCounter e 5 sezioni diTimer Counter ad altafunzionalità (PWM,watch-dog, comparazio-ne); RTC + 240 BytesRAM, tamponati conbatteria al Litio; I2C BUS;17 linee di I/O TTL; 8A/D 10 bit; RS 232; CAN;2 LEDs di stato; Dipswitch di configurazione.

• CAN GM2: grifo® CANMiniModulo da 28 pinsbasata sulla CPU AtmelT89C51CC02 con 16KFLASH; 256 Bytes RAM;256 Bytes ERAM; 2KFLASH for Bootloader;2K EEPROM; 3 TimerCounter e 2 sezioni diTimer Counter ad altafunzionalità (PWM, com-parazione); RTC + 240Bytes RAM, con batteriatampone al Litio; I2CBUS; 14 linee di I/O TTL;8 A/D 10 bit: RS 232;CAN; 1 LED di stato; Dipswitch di configurazione.

• GMM 5115: grifo® Mini

Modulo da 28 pins basa-ta sulla CPU AtmelT89C5115 con 16KFLASH; 256 Bytes RAM;256 Bytes ERAM; 2KFLASH for Bootloader; 2KEEPROM; 3 TimerCounter e 2 sezioni diTimer Counter ad altafunzionalità (PWM, com-parazione); 18 linee diI/O TTL; 8 A/D 10 bit: RS232; 1 LED di stato; Dipswitch di configurazione.

• Linea seriale in RS-232,RS-422, RS-485, CurrentLoop + Linea seriale CANopzionale

• Protezione tramiteTransZorb.

• Alimentazione DC o AC,da 12Vdc a 24Vac

RECORD DI DENSITÁPER LA NUOVA SRAMSINCRONA DI CYPRESSSEMICONDUCTORCypress SemiconductorCorporation ha realizzatola SRAM a più elevata den-sità al momento disponibi-le: la memoria, con cella a6 transistor, è stata prodot-ta utilizzando il processoRAM9™ da 90 nm (0,09mm). Questa SRAM sincro-na a 72 bit può funzionarea velocità uguali o superio-ri a quelle previste dallostandard OC-48 ed è desti-nata all’impiego nelleapparecchiature di networ-king delle prossime gene-razioni.Il processo RAM9™ è statosviluppato presso la fabbri-ca Cypress Semiconductorin Minnesota. Oltre allaSRAM a 72 Mbit, sono infase di avanzato sviluppo

due altre famiglie di pro-dotti il cui silicio sarà dispo-nibile per la fine del 2003.Più in dettaglio si trattadelle SRAM QDR™ (QuadData Rate™) per applica-zioni di networking, ingrado di operare a fre-quenze superiori a 300MHz e delle SRAM MoBL™(More Battery Life™),caratterizzate da consuminettamente inferiori rispet-to alle SRAM standard.Campioni della SRAM sin-crona a 72 bit sarannodisponibili nella secondametà del 2003.

CONSEGNATI I PREMIEDN “INNOVATION OFTHE YEAR 2002”EDN organizza ogni annoil concorso “Innovation ofthe year” che premia leaziende o gli uomini chesi sono particolarmentedistinti per prodotti oazioni innovative. Il con-corso, giunto alla tredice-sima edizione, si è appenaconcluso e quindi sonostati premiati gli “innova-tori” del 2002:

• Innovator of the YearBadih El-KarehTexas Instruments

• Analog ICsTexas InstrumentsTHS4302 SiGe amplifier

• CommunicationsCypress SemiconductorWirelessUSB RF interface

• Computers, Buses, BoardsData TranslationDT9841 Fulcrum II series

• Digital ICsAltera CorporationStratix FPGA family

• DSPsTexas InstrumentsOMAP5910 embeddedprocessor

• EDACadence DesignSystemsSoC Encounter 2.2

• Embedded DevelopmentThe MathworksEmbedded Target forC6000 DSP

• MicroprocessorsARM - ARM1136J-S core

• MultimediaZarlink SemiconductorMT352 COFDM DigitalTerrestrial TV demodu-lator

• Network ProcessorsBay Microsystems IncMontego networkprocessor

• Passive componentsVishay IntertechnologyHPC0402 silicon-basedRF capacitors

• PeripheralsFujitsu MicroelectronicsMBF300 fingerprintSweepSensor

• Power ICsMotorolaSemiconductor2m Ohm Self-ProtectedSilicon Switch for RelayReplacement

• Power SourcesIntersil CorporationDigital multiphasepower-managementsystem

• Sensor componentsAnalog DevicesiMEMS GyroscopeADXRS150

• SoftwareAgilent TechnologiesFault Detective TestAnalyzer R1352A

• Test & MeasurementAgilent TechnologiesInfiniiMax active scopeprobe system

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Electronic shop 05

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BASSA FREQUENZA10

AMPLIFICATORE HI-FI50+50W PER CASA E AUTOAMPLIFICATORE HI-FI50+50W PER CASA E AUTOdi Andrea [email protected]

Questo articolo è in realtà il com-pletamento del convertitoreDC/DC pubblicato su numeroprecedente di Fare Elettronica,infatti, i due moduli, alimentatorea commutazione e finale stereo,se asserviti uno all’altro, realizza-no un bel finale stereofonico perauto che a 14,4 V, corrente conti-nua di batteria, eroga ben 70+70W su carico di 4 Ω e 50+50W su8 Ω. Vi chiederete perché lapotenza su carico di quattro ohmnon raddoppia il valore espressosu otto, ebbene, per un motivo disicurezza ed affidabilità delmodulo di potenza, in effetti, ciòavviene a parità di tensione d’ali-mentazione simmetrica del finale,ma consigliamo un valore legger-mente più basso per l’utilizzo su 4Ω, per non sovraccaricare i transi-stori finali di potenza. Nell’uso domestico, con dissipa-tore più abbondante che nell’usocar hi-fi, potremo far erogareall’amplificatore ben 100+100 WRMS su carico da 4 Ω.Per iniziare parliamo dell’usomobile dell’amplificatore.

Se avete realizzato l’invertitoreDC/DC pubblicato sul numeroprecedente di Fare Elettronica,basterà regolare il trimmer P1 adottenere 30 volt duali in uscita,per l’utilizzo su carico di quattroohm, 40 volt duali per carichi di

otto ohm.Resterà solo da collegare le treuscite dell’inverter, relative allatensione duale (+V 0V -V), agliingressi di alimentazione dell’am-plificatore, ed il gioco è fatto(figura 5).

BASSA FREQUENZA

Il modulo amplificatore stereofonico proposto in queste pagine è utilizzabile sia inautomobile che in ambiente domestico. In auto può essere alimentato dal convertitoreDC/DC, pubblicato precedentemente su questa rivista, per l’utilizzo in casa invece,basterà realizzare un semplice alimentatore da rete 230 V. La potenza massima ero-gata è di 50+50 W su di un carico di 8 Ω e oltre 70 W su 4 Ω, con distorsione al clip-ping inferiore allo 0,5%.

BASSA FREQUENZA

Foto 1 La scheda montata

BASSA FREQUENZA 11

Al contrario, utilizzando il modulocome amplificatore domestico,cioè alimentato dalla tensione direte 230V, potrete riferirvi alloschema di alimentatore, riportatoin figura 5, che erogherà 100 o200 W a seconda delle vostre esi-genze. In figura 4 i componentidell’alimentatore, relativi alla ver-sione 50+50 W, sono trascritti traparentesi. L’alimentatore non èstabilizzato ma ben filtrato e noninduce quindi rumori elettrici eronzio di rete.

SCHEMA ELETTRICOCome potete notare dallo schemaelettrico (figura 1), il moduloamplificatore, essendo stereo,comprende due sezioni identicheche utilizzano alimentazione duale

BASSA FREQUENZA

Foto 2La scheda montata sul dissipatore (inserire solo se necessario a riempire la pagina)

Figura 1Schema elettrico dell’amplificatore

BASSA FREQUENZA12

e massa in comune, noi trattere-mo tecnicamente di un solo stadioessendo l’altro identico. Ogni sta-dio, del tipo a simmetria comple-mentare OCL, ovvero OutputCondenser Less (senza condensa-tore in uscita), consta di due dar-lington di potenza, che controlla-

no il carico dell’altoparlante, e cir-cuitazione di pilotaggio semplifi-cata rispetto ai classici canonidelle circuitazioni hi-fi. Infatti, persemplicità, a monte dei finali avre-mo solo un transistore (TR7), checontrolla termicamente la coppiafinale e facilita la regolazione della

corrente di riposo tramite il trim-mer P1, un transistore pilota dipotenza (TR6) cui verte tutto illavoro di controllo dei finali ed iltransistore TR9 che, connesso inbase all’ingresso audio e di emitteral feedback di guadagno dello sta-dio, esegue il lavoro più importan-te di tutto l’amplificatore. Questotransistore deve reggere tutta latensione positiva di alimentazioneed una certa corrente. Mancaquindi la sezione bi-transistor spe-culare d’ingresso, altresì detta dif-ferenziale, in questo caso realizza-ta con un solo semiconduttore.Altro semiconduttore eliminato è ilclassico transistore spesso utilizza-to al posto dei componenti R7, R9e C9. In questo caso il partitore edil condensatore sul feedback crea-no la necessaria reazione di con-trollo per il lato negativo dello sta-dio di potenza.Visto tutto ciò non resta chepreoccuparci del posizionamentoa zero, in mancanza di segnale, di

BASSA FREQUENZA

Figura 2 Circuito stampato scala 1:1 lato rame

Figura 3 Disposizione dei componenti

BASSA FREQUENZA 13

tocircuito sul carico. Il condensa-tore C13 evita eventuali auto-oscillazioni o instabilità del modu-lo, specie sulle alte frequenze, lostesso accade per C16 sull’ingres-so. C4, assieme a R13 ed R11,compongono la rete di retroazio-ne, che controlla il guadagno del-l’amplificatore, maggiore sarà ilguadagno, minore sarà la bandapassante, quindi si consiglia dinon modificare i valori predefinitiper questi componenti, soprattut-to per quanto concerne il conden-satore elettrolitico C4, di grandecapacità. A differenza di altri cir-cuiti con specchio di corrente edifferenziale a due transistori, que-sto blocco circuitale è interessatoda notevole tensione e media cor-rente, il transistore TR9, quindi,dovrà essere abbastanza potente.Di maggiore potenza sarà infineTR6, pilota che controlla i due dar-lington d’opposta polarità.

IL MONTAGGIOIl circuito stampato di figura 2 èstato ottimizzato per l’uso in auto-mobile, quindi, i semiconduttori dipotenza sono disposti sui due latilunghi della basetta, in modo daessere dissipati per mezzo di alettelaterali o mediante un contenitoredissipante a vaschetta alettata. Per l’uso domestico potrete utiliz-zare sempre due alette paralleleoppure, mediante collegamenti,porre tutti i semiconduttori su diuna sola aletta, posizionabileanche sotto la basetta e distanzia-ta con torrette isolanti. TR5 e TR6 possono non essere dis-sipati anche se una piccola alettaad “U” se la meriterebbero pro-prio. TR7 e TR8 vanno fissati conviti alle rispettive alette. Infine,tutti i transistori di potenza postisul dissipatore, vanno isolati conkit di miche isolanti e passanti perle viti in teflon, oltre che bencosparsi di pasta termica.

BASSA FREQUENZA

ELENCO COMPONENTI

SIGLA VALORE

R1, R2, R3, R4 Resistenza 0,22 Ω 3 W

R5,R6 Resistenza 1 Ω 3 W

R7, R8 Resistenza 2,2 kΩ 1/4 W

R9, R10 Resistenza 3,3 kΩ 1/4 W

R11, R12 Resistenza 560 Ω 1/4 W

R13, R14 Resistenza 10 Ω 1/4 W

R15, R16 Resistenza 22 kΩ 1/4 W

R17, R18 Resistenza 47 Ω 1 W

R19, R20 Resistenza 1 kΩ 1/4 W

R21, R22 Resistenza 5,6 Ω 1/4 W

R23, R24 Resistenza 4,7 Ω 3 W

P1, P2 Trimmer 2,2 kΩ

P3, P4 Trimmer 22 kΩ

C1, C2, C3, C4 Condensatore elettrolitico 2200 µF 63 V

C5, C6, C7, C8 Condensatore ceramico 100 nF 100 V

C9, C10 Condensatore elettrolitico 470 µF 63 V

C11, C12 Condensatore elettrolitico 4,7 µF 63 V

C13, C14 Condensatore ceramico 47 pF 100 V

C15, C16 Condensatore ceramico 100 pF 100 V

D1, D2, D3, D4 Diodo 1N4003

TR1, TR2 Transistor BDW84C

TR3, TR4 Transistor BDW83C

TR5, TR6 Transistor BD912

TR7, TR8, TR9, TR10 Transistor BD139

L1, L212 spire di filo da 0,8 mm smaltato(da avvolgere sui resistori R23 e R24)

tutto il circuito. Sarà sufficienteporre a massa (0 V), tramite ildiodo D5 e partitore R15-R21, labase di TR9, per avere in uscitatensione nulla. Una cella comples-sa, parallelo/serie R/L/C, ottimizzail funzionamento con carichianche instabili e ne compensa lecomponenti induttivo-capacitive,tipiche di alcuni trasduttori.Abbiamo utilizzato transistori dar-lington potendo scegliere sul mer-cato tipi di notevole potenza in

contenitore plastico, dalle ottimecaratteristiche e prezzo conve-niente. Sull’aletta saranno poste ledue coppie di finali e al centro itransistori TR7 e TR8, in modo chesentano la temperatura dell’aletta,adeguando la corrente di riposoalle condizioni termiche dei finalidi potenza. I resistori R3 e R4 limi-tano la massima corrente fruibilesulle giunzioni collettore-emettito-re dei finali e ne preservano l’inte-grità in caso, malaugurato, di cor-

BASSA FREQUENZA14

Dopo aver montato i finali iniziere-mo a fissare tutti i componenti,come resistori, diodi, trimmer econdensatori, infine le due bobineL1 e L2 che, dovranno essereavvolte sui resistori di potenza R23e R24, girando 12 spire di filo da0,8 mm smaltato.Completato il montaggio, fissate imorsetti di collegamento degliingressi, delle uscite altoparlanti ei tre di alimentazione. Per gliingressi di segnale potrete connet-tere in verticale due pin RCA.Il controllo di tutto quello cheavete fatto è d’obbligo per scon-giurare errori e manchevolezzeche potrebbero far “fumare” ilvostro capolavoro. Se tutto è, aposto potrete passare alla fase suc-cessiva ovvero il collaudo.A questo punto occorre ricordareche, in base all’utilizzo dell’ampli-ficatore, avete due soluzioni tra lequali scegliere per l’alimentazione.Nel primo caso vi servirete dell’in-verter pubblicato sempre su Fareelettronica e che avrete realizzato,collaudato e tarato in precedenza;la seconda soluzione è l’adozionedi un alimentatore da rete chepotrete vedere in figura 4.Questo circuito è composto da un

trasformatore di rete di notevolepotenza, un ponte raddrizzatore econdensatori di filtro e bypass. La tensione erogata è duale, leprotezioni sono realizzate utiliz-zando fusibili semiritardati. Perquesto stadio non è previsto cir-cuito stampato visto l’esiguonumero di componenti utilizzati,quindi dovrete realizzarlo in“aria”.Per i collegamenti di alimentazio-ne si useranno cavi di almeno 2,5mm2 di sezione, del tipo antifiam-ma, di colore rosso per il positivo,nero per il negativo e bianco perlo zero (connessione centrale).Anche per le uscite si utilizzeràcavo di notevole sezione per nonincorrere in cadute di tensionenon volute Nell’effettuare le connessioni d’in-gresso alimentazione e d’uscita,ricordate di non incorrere in loopdi massa, ossia, non connettete inpunti differenti masse già chiuse atale livello elettrico perché potre-ste creare fastidiosi ronzii, speciein automobile.Nel caso in cui comunque sidovessero presentare rumori oronzii del motore (utilizzo inauto), potrete connettere un filtro

induttivo sul positivo dei 12 V e fil-tri separati per le alimentazioni.

COLLAUDO DELL’AMPLIFICATOREIl collaudo dell’amplificatore pre-vede alcune operazioni prelimina-ri: per prima cosa dobbiamo assi-curarci che la fonte d’alimentazio-ne (alimentatore o inverter DC-DC) eroghi una tensione compre-sa tra 30 e 40 V duali, poi, corto-circuitate entrambi gli ingressiaudio, quindi connettete in uscitadue carichi da 4 o 8 ohm (100 W),realizzati con resistori o anchealtoparlanti (attenti all’eventualebaccano emesso). Infine, connettete i tre fili d’ali-mentazione, interponendo sullalinea positiva, un tester in portataamperometrica 100 mA fondoscala corrente continua. Regolate P1 e P2 per avere la mini-ma corrente assorbita, quindiregolate nuovamente P1, peravere circa 50 mA di consumo, poiregolate P2 per avere circa 100mA globali. Ora non resta cheregolare i trimmer di ingresso efare la classica prova sul campo,quella ad orecchio.Se invece disponete di carico fitti-zio, oscilloscopio e generatore,non resta che collegare al caricofittizio un solo stadio, l’altro verrà“zavorrato” con una resistenza da47 Ω 10 W, connettete il genera-tore in portata sinusoidale 775 mV0 dB 1 kHz sul segnale d’ingresso,l’oscilloscopio in parallelo al carico4 Ω 100 W, poi date alimentazio-ne. Sullo schermo noterete unabella sinusoide leggermente“tosata” sul picco, dovuto a feno-meni distortivi per sovrapilotaggioin ingresso, basterà limitare unpoco la sensibilità, tramite i trim-mer P3 e P4, per tornare alla sinu-soide perfetta. Ora limitate il segnale in ingressoa circa 25 mV effettivi, noterete

BASSA FREQUENZA

Figura 4Schema elettrico dell’alimentatore necessario per l’utilizzo” casalingo” dell’amplificatore

oltre tutto, manca di limpidezza.Buon divertimento e buon lavoro.

BASSA FREQUENZA

Figura 5Connessione dell’amplificatore con l’inverter DC-DC

Electronic shop 08

sull’oscilloscopio che la vostrasinusoide resterà pulita ma comeshiftata temporalmente tra le duesemionde, questa è la cosiddettadistorsione d’incrocio o crossover.Sarà opportuno ritoccare P1 o P2

per avere maggiore corrente diriposo ai finali e ripristinare l’ondaperfetta.La distorsione di crossover è udibi-le ai bassi livelli con un certo“impastamento” del suono, che

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il PIC12CE674 (due 4+4 pin dalle caratteristiche a dir poco sorpren-

denti). Il libro è concepito in modo leggermente diverso dal prece-

dente. La novità principale è che si parla d’esperimenti oltre che di

progetti e si usa il basic oltre l'assembler come linguaggio di pro-

grammazione. Anche qui, come nel primo volume, tutti gli esem-

pi sono accompagnati da una spiegazione, un diagramma di flus-

so, il listato basic o assembler e, novità nella novità, il circuito

stampato è sostituito da una basetta prototipo di tipo universale.

Trattandosi di circuiti prevalentemente in corrente continua non

si ha la necessità di schermare o rispettare certi canoni propri

della radiofrequenza, inoltre in questo modo si può utilizzare lo

stesso circuito stampato per più progetti! In questo libro sono

trattati anche due argomenti un po’ particolari, nella speranza

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zionamento, uno schema elettrico, un diagramma di flusso, il listato

assembler e la traccia rame del circuito stampato in scala 1:1. Il let-

tore che vuole cimentarsi nella costruzione trova tutte le informazio-

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dispone di una stampane che lavori in DOS, può stamparsi su carta

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ELETTRONICA GENERALE 17

INDICATORE DI STATOPER LINEA TELEFONICAINDICATORE DI STATOPER LINEA TELEFONICAdi Fabrizio [email protected]

Il principio di funzionamento delnostro indicatore di stato è sempli-cissimo. Infatti, sono stati utilizzatisoltanto due amplificatori opera-zionali, in configurazione di com-paratori di tensione. I punti princi-pali dello schema elettrico (figura2) su cui vorrei soffermarmi, sonodue:

• Il partitore per generare le ten-sioni di riferimento.

• L'accensione dei tre led, con soledue uscite.

Prima di affrontare tali punti,vediamo in generale il funziona-mento del circuito. Il dispositivova alimentato con tensione conti-nua o alternata, da applicare suipunti "+" e "-". Ho previsto soltan-to un diodo come raddrizzatore(D5), ed un condensatore di livel-lamento di piccola capacità (C3),perché l'assorbimento è moltobasso (inferiore ai 30mA).L'assorbimento è, infatti, determi-nato quasi esclusivamente dallacorrente richiesta dal led acceso(se ne può accendere soltanto uno

per volta) e dalla corrente di zener(vedi riquadro “Due parole suidiodi zener”). Ricordo che sullalinea telefonica sono presenti leseguenti tensioni:

• Quando la linea è libera: 48 Vcontinua che può variare tra 30e 60 V.

• Quando la linea è occupata: 12V continua, che può variare tra 8e 15 V.

• Quando arriva uno squillo: 75

Veff alternata, corrispondente acirca 100 V di picco.

La tensione della linea telefonica,applicata sui morsetti "TEL.", èraddrizzata dai diodi D1÷D4, affin-ché il nostro dispositivo possaessere collegato alla linea stessa,senza preoccuparsi della polarità.Il partitore di tensione, formatodalle resistenze R2 e R1, divide per40 la tensione raddrizzata dellalinea telefonica.

Vi presentiamo un dispositivo molto semplice e molto utile. Collegato ai capi di unaqualsiasi linea telefonica analogica, tre led indicano lo stato in cui si trova, indicandolo stato di: linea libera, occupata e chiamata in arrivo. Il dispositivo può essere moltoutile per sapere se è libera od occupata la linea su cui sono installati più telefoni,modem o fax, per avere un riscontro visivo della chiamata in arrivo, se per qualcheragione preferiamo disattivare la suoneria.


ELETTRONICA GENERALE18


Questo significa che, ad esempio,quando la tensione di linea vale 10V, ai capi di R1 è presente una ten-sione pari a circa 0,2 V (infatti (10V - 1,5 V) : 40 = 0,2 V) La tensio-ne di 1,5 V, che nel calcolo abbia-mo sottratto ai 10 V della linea, è

la caduta di tensione introdottadai diodi raddrizzatori D1÷D4. Allo stesso modo, se la tensione dilinea vale 48 V, ai capi di R1 misu-riamo una tensione di 1,2 V, e cosìvia. Il circuito funziona in questomodo:

• Se la tensione di linea è inferiorea 25 V, si accende il led rosso(linea occupata).

• Se la tensione di linea è compre-sa tra 25 V e 70 V, si accende illed verde (linea libera).

• Se ai capi della linea giungono

Figura 2 Schema elettrico

Figura 3 I componenti polarizzati



DUE PAROLE SUI DIODI ZENER...

I diodi zener sono utilizzati come protezione da sovratensioni, oppure per stabilizzare una tensione, ossia per mantenerlacostante, anche in presenza di un aumento della corrente richiesta dal carico. Anche i diodi zener hanno due terminali, l'ano-do e il catodo, e quest'ultimo è quello in corrispondenza della fascia stampata sul corpo. Un diodo zener ha due parametricaratteristici:

• La tensione, espressa in Volt.• La potenza, espressa in Watt.

Il collegamento corretto di un diodo zener è quello indicato nel schema seguente.

Formula per calcolare la resistenza Ra:

Ra = (Vin - Vz) : (Iz + Ic)Pa (min) = (Vin - Vz) x (Iz + Ic) x 2

In cui:

• Ra è la resistenza Ra espressa in K• Pa è la potenza della resistenza Ra, in mW• Vin è la tensione d'ingresso, in V• Vz è la tensione di zener, in V• Iz è la corrente che circola nello zener, in mA• Ic è la corrente che circola nel cartico Rc, in mA

Sostituendo nelle formule i valori del nostro circuito (ipotizzando una tensione Vin media di 10 V):

Ra = (10V - 5,1V) : (5mA + 0,1mA) = 0,96K (1K)Pa (min) = (10V - 5,1V) x (5mA + 0,1mA) x 2 = 50mW (valore commerciale: 125 mW, ossia 1/8 W)

Affinché la tensione ottenuta ai capi di un diodo zener sia più vicina possibile a quella nominale (stampata sul corpo deldiodo), è necessario far scorrere nello zener una corrente di circa 5mA (per zener da 0,5 W). Inoltre è necessario che la cor-rente circolante nel carico (Rc) sia inferiore a quella che scorre nello zener (le migliori condizioni si ottengono, quando la cor-rente in Rc è almeno cinque volte inferiore alla corrente nello zener. Per questo le resistenze Ra e Rc, devono essere apposita-mente calcolate, ed Rc deve rimanere più costante possibile. Nel nostro circuito, questi due requisiti ci sono, e ci consentonodi utilizzare efficacemente un diodo zener. Infatti, la Ra (nel progetto R9) è dimensionata in modo che la corrente circolantenello zener sia di circa 5mA (variabile tra 3,5mA e 6,5mA al variare della tensione di alimentazione in tutta la sua gamma).Inoltre, nel nostro circuito, la Rc, che è pari alla somma di R3, R4, ed R5 (la resistenza d'ingresso di U1A è di valore trascura-bile) è costante e la corrente che vi scorre è di circa 0,1mA (circa un cinquantesimo della corrente di zener).

Questi sono i valori standard di tensione, reperibili in commercio:

2,0V - 6,2V - 20V - 62V - 2,2V - 6,8V - 22V - 68V - 2,4V - 7,5V - 24V - 75V - 2,7V - 8,2V - 27V - 82V - 3,0V -9,1V - 30V - 91V3,3V - 10V - 33V - 100V - 3,6V - 11V - 36V - 110V - 3,9V - 12V - 39V - 120V - 4,3V - 13V - 43V - 130V - 4,7V - 15V - 47V 150V - 5,1V - 16V - 51V - 160V - 5,6V - 18V - 56V - 180V - 200V

Per ciascun valore di tensione riportato nella tabella, si trovano diodi zener di diverse potenze. Le più diffuse sono da 0,5 We 1,3 W. Nell'acquistare un diodo zener è necessario specificare la tensione e la potenza, ma esistono anche delle sigle che neidentificano i valori. Alcune sono sigle in codice, che iniziano solitamente per "1N", come visto per i diodi rettificatori, altrecontengono il valore di tensione in modo più esplicito. Vediamo le più diffuse di queste ultime serie:



dei picchi superiori ai 70 V, siaccende il led giallo (squilli inarrivo).

Per distinguere in quale dei trestati possibili si trova la linea tele-fonica, abbiamo adottato due ten-sioni fisse di riferimento, che U1confronta con la tensione di lineadivisa per 40:

• Una di circa 0,6 V, applicata sulpin 3 di U1, utilizzata per rileva-re quando la tensione di lineaoltrepassa la soglia di 25 V circa.

Infatti, (25 - 1,5) : 40 = 0,6.• Una di circa 1,7 V, applicata sul

pin 5 di U1, utilizzata per rilevarequando la tensione di linea oltre-passa la soglia dei 70 V circa.Infatti, (70 - 1,5) : 40 = 1,7.

Nei calcoli, abbiamo fatto degliarrotondamenti, per semplicità,d’altronde i valori delle tensioni diriferimento che si misurano nellapratica, dipendono dalle tolleran-ze di D6, R3, R4, R5, nonché dallatensione d’alimentazione. Le tolleranze di questi componen-

ti, associati a quelle di R1 e R2,fanno sì che le soglie di commuta-zione dei comparatori possanovariare anche del 15%, ma questonon è assolutamente un proble-ma, visto che la soglia bassa puòvariare tra 15 e 30 V e quella altatra 60 e 90 V. Il funzionamento dei due compa-ratori, nei tre stati possibili è illu-strato nel riquadro “Due compa-ratori per tre led”.Affinché le due tensioni di riferi-mento siano il più precise possibi-le, abbiamo utilizzato un diodo

LA SERIE BZX

Alla sigla iniziale BZX seguono tre caratteri che indicano la potenza e infine due o tre caratteri per la tensione. I caratteri cheidentificano la potenza sono:

• 55C oppure 79C per zener da 0,5 W.• 85C per zener da 1,3 W.

La tensione è indicata con il valore stesso, contenente la lettera "V" al posto della virgola. Ad esempio:

• 6V8 per zener da 6,8 V.• 4V7 per zener da 4,7 V.• 15 per zener da 15 V.

Quindi, ad esempio:

• BZX79C12 è un diodo zener da 12 V 0,5 W.• BZX79C4V7 è uno zener da 4,7 V 0,5 W.• BZX85C5V1 è uno zener da 6,8 V 1,3 W.

LA SERIE ZLa sigla iniziale, che inizia con la lettera Z, indica la potenza e precede il valore di tensione. Le lettere che indicano la poten-za sono:

• ZPD per zener da 0,5 W.• ZPY per zener da 1,3 W.• ZY per zener da 2 W.

Quindi, ad esempio:

• ZPD3,9V è uno zener da 3,9 V 0,5 W.• ZPY3,9V è uno zener da 3,9 V 1,3 W.• ZPY18V è uno zener da 18 V 1,3 W.• ZY5,6V è uno zener da 5,6 V 2 W.



zener. Tale diodo, molto più eco-nomico di uno stabilizzatore inte-grato a 3 pin, che in questo pro-getto non sarebbe stato sfruttato a

pieno, fornisce una tensione suffi-cientemente precisa, in quanto lofacciamo lavorare alla correnteottimale di 5mA, ed il carico (for-

mato da R3, R4 ed R5) è fisso.Questi due accorgimenti garanti-scono che la tensione ai capi di D6resti compresa nell'intervallo tra

DUE COMPARATORI PER TRE LED

Premetto che l'uscita di U1A (pin 1) va a livello alto quando la tensione ai capi di R1 è inferiore a 0,6V (vale a dire,quando la tensione di linea scende sotto i 25V), e che l'uscita di U1B (pin 7) diviene alta quando la tensione ai capi diR1 è inferiore a 1,7V (tensione di linea inferiore a 70V). Oraanalizziamo singolarmente gli unici tre casi possibili, suppo-nendo, per semplicità di ragionamento, che le tensioni alivello alto siano tutte pari a 9V (in realtà le tensioni in uscitaagli operazionali sono più basse di 1-2V rispetto alla loro ten-sione di alimentazione.

1° CASO - Linea occupataIn questo caso, la tensione ai capi della linea sarà certamen-te inferiore ai 25 V, e di conseguenza le uscite di entrambii comparatori si troveranno a 9 V. Ne consegue l'accensione del solo led rosso, in quanto aicapi degli altri due led sono presenti le stesse tensioni di 9V, che non possono creare passaggio di corrente (affinchéun led si accenda, deve ricevere tensione negativa sul cato-do, e positiva sull'anodo).

2° CASO - Linea liberaIn questo caso, la tensione ai capi della linea sarà certamen-te superiore a 25 V, ma inferiore a 70 V, e di conseguenzal'uscita di U1A è a 0 V, e quella di U1B a 9 V. Ne consegue l'accensione del solo led verde, in quanto aicapi del led rosso è presente la stessa tensione di 0 V, men-tre ai capi del giallo è presente la stessa tensione di 9 V.

3° CASO - Squilli in arrivoIn questo caso, la tensione ai capi della linea avrà dei picchicertamente superiore a 70 V (parliamo di picchi perché si trat-ta di corrente alternata), di conseguenza le uscite di entram-bi i comparatori si troveranno a 0 V. Ne consegue l'accensio-ne del solo led giallo, in quanto ai capi degli altri due led sonopresenti le stesse tensioni di 0 V. Ovviamente il led giallo non si accenderà costantemente,durante gli squilli, ma lampeggerà alternativamente colverde, visto che la tensione degli squilli è alternata. Questo è il modo migliore per attirare l'attenzione, tuttavia sesi vuole che il giallo si accenda costantemente durante ciascu-no squillo, si può fare semplicemente sostituendo C2 con unelettrolitico da 1 µF, prestando attenzione a collegare il nega-tivo a massa. In questo modo, la nuova capacità è in grado dilivellare i picchi degli squilli, ottenendo, durante ciascun squil-lo, una tensione costante ai suoi capi.



5,0 e 5,15 V, entro l'intera gammadella tensione d’alimentazione. Partendo da questa tensione, ilpartitore formato da R3, R4 ed R5provvede ad ottenere le suddettetensioni di riferimento di 0,6 V e1,7 V applicate rispettivamente suipin 3 e 5 di U1.

REALIZZAZIONEUna volta in possesso del circuitostampato, per la saldatura deicomponenti consiglio di procede-re in questo ordine:

• Le 9 resistenze previste, ponen-do particolare attenzione a noninvertire R1 con R2 perché, seposizionate erroneamente, pos-sono mandare un’extratensioneche distruggere U1, appena col-legata la linea telefonica.

• Il diodo zener D6, ponendoattenzione alla polarità.

• I 5 diodi D1÷D5 (1N4007),ponendo attenzione alla polarità.

• Il circuito integrato U1, ponendoattenzione alla tacca di riferi-mento.

• I 2 condensatori multistrato da100 nF, ponendo attenzione allapolarità.

• Il condensatore elettrolitico da220 µF, ponendo attenzione allapolarità.

• I tre diodi led, ponendo atten-zione alla tacca di riferimento.

• L’adattatore utilizzato per con-nettere insieme il telefono e ilnostro circuito

UTILIZZODando alimentazione alla scheda,non ancora collegata sulla lineatelefonica (è sufficiente anche unabatteria da 9 V ben carica) si deveaccendere il led rosso. Collegando la scheda alla lineatelefonica, si deve accendere il ledverde (se la linea è libera). Ora provare ad alzare la cornettadi un qualunque telefono collega-to sulla stessa linea e verificare chesi accenda il led rosso. Infine, veri-ficare che, al giungere di una chia-mata, lampeggino alternativa-mente il led verde e il giallo in cor-

rispondenza d’ogni squillo.Come spiegato nella descrizionedello schema elettrico, è possibilefar accendere solo il giallo costan-temente durante ciascuno squillo,sostituendo C2 con un elettroliticoda 1µF. In questo caso il terminalenegativo del condensatore deveessere collegato a massa (cioèrivolto verso l'esterno della sche-da. Per la connessione telefonica viconsiglio l’utilizzo di un adattato-re, come quello mostrato in figura10, che consente il collegamentodi telefono e circuito alla presatelefonica.

Figura 10L’adattatore utilizzato per connettere insieme il telefono e il nostro circuito elettrico

Figura 8 Circuito stampato in scala 1:1, lato rame Figura 9 Disposizione dei componenti

Electronic shop 09

ELENCO COMPONENTI

SIGLA VALORE

R1 Res. 120 kΩ 1/8 W

R2 Res. 4,7 MΩ 1/8 W

R3 Res. 33 kΩ 1/8 W

R4 Res. 10 kΩ 1/8 W

R5 Res. 5,6 kΩ 1/8 W

R6 Res. 470 Ω 1/8 W

R7 Res. 470 Ω 1/8 W

R8 Res. 680 Ω 1/8 W

R9 Res. 1 kΩ 1/8 W

C1 Cond. multistrato 100 nF

C2 Cond. multistrato 100 nF

C3 Cond. elettrolitico 220 µF 16 V

D1 Diodo 1N4007

D2 Diodo 1N4007

D3 Diodo 1N4007

D4 Diodo 1N4007

D5 Diodo 1N4007

D6 Zener 5,1 V 0,5 W

DL1 Led 5 mm giallo

DL2 Led 5 mm verde

DL3 Led 5 mm rosso

U1 LM358


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TIMER DIGITALE DA 1SECONDO A 999 ORE (MK3920)di Giulio [email protected]

Un timer o temporizzatore è un dispo-sitivo che attiva o disattiva qualcosa,sia una macchina, una lampada, unmotore ed in generale un carico elet-trico per un tempo prestabilito dall’u-tente. L’ MK3920 è in grado di effet-tuare questa operazione con un’otti-ma precisione e per tempi che vannoda 1 solo secondo fino a 999 ore, cioèpiù di 41 giorni!Il dispositivo, oltre ad essere piccolo(70 X 90 mm), ha anche la possibilitàdi essere separato dalla tastiera di pro-grammazione che normalmente è untutto unico con la bassetta del timer,

rendendo così lo strumentoestremamente flessibile edadattabile a molte diversesoluzioni meccaniche sia in

campo hobbistico che profes-sionale. Giusto per fare qualche esem-pio, dato che supponiamo che untemporizzatore ormai tutti sappianoche cosa è e a che cosa serve, ve neproponiamo alcuni. Se vogliamo cheun apparecchio funzioni per 48 minu-ti (secondi o ore) da quando premia-mo un pulsante, basterà mettere l’ali-mentazione dell’apparecchio in serieai contatti C-NA del relè dell’MK3920,premere start e l’apparecchiaturadopo esattamente 48 minuti cesseràoperare. All’inverso se abbiamo unamacchina a funzionamento continuoe desideriamo imporgli una fermata di21 minuti quando è necessario, baste-rà collegare l’alimentazione della stes-sa ai contatti del relè C-NC, e volendosospenderne il funzionamento per 21minuti (secondi o ore) basterà preme-

re lo start dell’ MK3920. Riguardo alrelè montato sulla scheda MK3920,questo ha contatti da 10 Ampere a220 Volt, per un totale massimo di2200 VA. Se la macchina da coman-dare ha un carico anche notevolmen-te più alto, per esempio 15KVA, baste-rà semplicemente interporre tra relèdella scheda e macchina un attuatore(teleruttore o altro) comandato dallostesso relè dell’MK3920. Per finire uncampo di utilizzo di un timer digitaleestremamente importante, ma a cuiquasi nessuno pensa, è la ricarica dellebatterie, siano esse nichel cadmio,nichel Mh, al piombo sigillate (elettro-lita gelatinoso) e non. Il parametro piùimportante per non rovinare una bat-teria ricaricabile, conoscendone ovvia-mente la corrente di ricarica (perNiCd e similari), è il tempo stesso diricarica.Questo sia che carichiamo in manieralenta (1/10 della corrente nominale),o in maniera rapida o ultrarapida fino

Un dispositivo preciso ed affidabile, da utilizzare quando il classico e semplice temporizzatoreanalogico non consente di effettuare tempi sufficientemente lunghi e/o precisi. Dispone didisplay digitale luminoso a tre cifre su cui vengono impostati i tempi necessari in trediverse scale selezionabili a piacere: 0-999 secondi, 0-999 minuti e 0-999 ore. Sul display

viene eseguito il conto alla rovescia del tempo impostato edal termine viene attivato o disattivato il contatto delrelè necessario per il tipo di applicazione scelta per ildispositivo. Può essere alimentato indifferentementecon 12 Volt continui o alternati ed il massimo consu-mo è di soli 125mA con relè eccitato. La tastiera dicomando può essere separata dal resto del circuito.



a 2,5 volte la corrente nominale delpacco batterie, problema ben cono-sciuto soprattutto da chi praticamodellismo con trazione elettrica(auto, scafi, aerei, ecc.).Se infatti abbiamo un pacco NiCd sca-rico e sappiamo che la sua correntenominale è di 1200mA, basteràaggiungere a questa corrente un 30%cioè 1560mA e poi fornire un tempodi ricarica al pacco perché “assorba”tutta questa corrente. Vediamolo pra-ticamente:Se il caricabatteria o alimentatore è ingrado di fornire una corrente di500mA, basterà dividere 1560 per500 trovando 3,12 ore, tempo neces-sario ad effettuare una carica al top.

CIRCUITO ELETTRICOIn figura 1 possiamo vedere il sempli-ce circuito del temporizzatoreMK3920. Cuore del circuito è il micro-processore U1, PIC16C/F84A.Svolge infatti tutte le principali funzio-ni: generatore di clock controllato aquarzo per avere un’ottima precisionenel conteggio del tempo, driver deidisplay numerici luminosi DG1, 2, 3comandati in multiplexer dai tre tran-sistor T2, 3, 4 per ridurre drasticamen-te i consumi di corrente, driver dei 4led DL1, 2, 3, 4 che ci indicano lo statodel dispositivo e ci guidano nella pro-grammazione del timer, e controllodella tastiera di programmazione ecomando formata dai 6 pulsanti P1, 2,3, 4, 5, 6. Allo stesso microprocessoreè affidato il comando del relè di attua-zione, ovviamente coadiuvato daltransistor T1 che serve come buffer dicorrente per la porta di uscita dellostesso. L’altra parte del circuito, moltomeno complessa come compiti dasvolgere, ma pur sempre importanteper un corretto funzionamento del cir-cuito è l’alimentatore stabilizzato for-mato dall’integrato U2, 7805 e relativicondensatori di filtraggio di cui due ditipo elettrolitico C6 e C7 rispettiva-mente da 470 e 100 µF e due cerami-

ci multistrato C2 e C3 da 100 nF.Come potrete osservare, a monte del-l’alimentatore stabilizzato è stato inse-rito il ponte di diodi PT1. Questo cipermette di alimentare il dispositivoindifferentemente con tensioni conti-nue o alternate rendendo cosìl’MK3920 ancor più flessibile in qua-lunque utilizzo. La tensione di alimen-tazione dovrà essere compresa tra 11 e13 V (tipicamente 12 V) ed il consumomassimo del dispositivo (tutti e tre idisplay con cifra 8 accesa e relè in statodi eccitazione) è di soli 125mA a 12Vcc. La dissipazione termica del circui-to integrato stabilizzatore U2, essendorelativamente bassa, viene garantitadal largo strato di rame su cui è appog-giato.

MONTAGGIO E COLLAUDOPrima di cominciare la descrizione delmontaggio, vi ricordiamo come al soli-to di utilizzare un saldatore a puntasottile di bassa potenza (max 20/30Watt) e stagno di piccolo diametro(max 1 mm o meno) con anima inter-na disossidante. Il circuito stampatofornito nel kit è del tipo a doppia fac-cia con fori metallizzati, quindi le salda-ture andranno effettuate solo e sola-mente dal lato opposto a quello in cuivengono inseriti i componenti. A questo proposito vi ricordiamo duecose assai interessanti. La tastiera dell’MK3920 può essere separata dal restodel circuito stampato del timer; baste-rà semplicemente tagliarla lungo lalinea tratteggiata sulla serigrafia deicomponenti del circuito stampato ecollegarla con un cavetto flat a passo2,54mm oppure con 8 spezzoncini dicavetto isolato sottile tra le due file dibollini previsti ed indicati in serigrafiacon J3 e J4. Ciò vi permetterà di mon-tare il timer in maniera più consonaalle vostre necessità. Seconda notainteressante di montaggio è che,volendo, potrete montare i compo-nenti più alti (RL1, J1, J2 e Q1 ) dal latoopposto alla serigrafia, in questa

maniera l’altezza massima dei compo-nenti dal lato serigrafia del circuitostampato sarà quella dei tre display edei 4 led, potendo così mettere a pan-nello lo strumento in caso che, talesistema di montaggio, sia necessarioper realizzare apparati con spiccataduttilità industriale. Fatte queste preci-sazioni passiamo al montaggio vero eproprio. Seguite con estrema attenzio-ne le figure riguardanti il piano dicablaggio ed i componenti polarizzati.Questi ultimi, contrariamente a tutti irestanti, hanno un ben preciso verso diinserzione sul circuito stampato ed unerrore di inserimento potrà provocaremalfunzionamenti e/o seri danni all’at-to del collaudo.Gli appena citati componenti polarizza-ti sono: DG1/2/3, C6/7, D1/2/3/4/5,U1-U2, PT1, T1/2/3/4.Seguendo con la massima attenzionela serigrafia componenti, il piano dicablaggio e la figura dei componentipolarizzati, non dovreste commettereerrori. Una volta terminato il montag-gio dei componenti e ricontrollatotutto attentamente, potremo passare alcollaudo. Dovremo fornire alimentazio-ne alla scheda. Potrà andare bene siaun piccolo alimentatore a 12 volt conun amperaggio disponibile di almeno150mA, stabilizzato o non, oppure untrasformatorino con primario 220 voltrete, secondario 12 volt e potenza di2,5 Watt o più. Ci collegheremo aimorsetti di alimentazione J2, senzapreoccuparci della polarità, grazie allapresenza di PT1. Si dovranno accende-re i tre display DG1/2/3 segnando“000”. Facciamo allora un esempiopratico, vogliamo settare il nostro timerper un tempo di 139 secondi:

A) PREMERE STOP (P1) - si accendonoi tre led DL3, 4, 5.

B) PREMERE P4 - rimarrà acceso il sololed DL5 che ci segnala che abbia-mo scelto l’unità di misura tempo-rale del secondo. Se avessimo pre-muto P2 o P3 sarebbero rimasti




Figura 1 Schema elettrico dell’MK3920

Figura 2 Circuito stampato scala 1:1 (lato componenti) Figura 3 Circuito stampato scala 1:1 (lato rame)


accesi rispettivamente DL3 o DL4,segnalandoci che avremmo sceltorispettivamente l’unità ore o minuti.

C)PREMERE START (P5) PER CONFER-MARE LA SCELTA.

D)PREMERE P2 PER AVERE SULDISPLAY DELLE CENTINAIA LACIFRA 1 (se continuiamo a premereP2 la cifra avanzerà fino a 9 per poiriprendere 0,1…)

E) PREMERE TRE VOLTE P3 PER AVERESUL DISPLAY DELLE DECINE LACIFRA 3 (se continuiamo, come perP2)

F) PREMERE P4 PER NOVE VOLTE PERAVERE SUL DISPLAY DELLE UNITA’LA CIFRA 9 (se continuiamo, comeper P2 e P3) - a questo punto avre-mo sul display la cifra “139”P2, P3 e P4, se tenuti premuti,fanno avanzare velocemente lerispettive cifre.

G)PREMERE STOP (P1) per conferma-re il tempo impostato “139”

H)A questo punto,premendo START(P5), parte il timer, si eccita il relèRL1, si accende il led giallo DL1 edinizia il conto alla rovescia. Quandoil display segnerà “000” Si spegne-rà il led DL1, si disecciterà il relè RL1ed il display si presetterà nuova-mente sulla cifra “139”, pronto perun altro ciclo alla pressione diSTART (P5).

Per resettare il tutto ed eseguire unanuova impostazione, basterà premereRESET (P6) e ripartire da A.


ELENCO COMPONENTI

SIGLA VALORE SIGLA VALORE

R1 Res. 1 kΩ Q1 Quarzo 3,2678 Mhz

R2÷R4, R6, R20 Res. 10 kΩ T1÷T4 Transistor BC337

R5 Res. 220 Ω DL1 LED rosso

R7÷R14 Res. 180 Ω DL3÷DL5 LED rosso

R15÷R19 Res. 2,2 kΩ DL2 LED giallo

R21 Res. 47 Ω U1 PIC16F84A (MK3920)

C1÷3, C8 Cond. mult. 100 nF U2 7805

C4, C5 Cond. cer. 22 pF PT1 Ponte 1 A 100 V

C6 Cond. elettr. 470 µF DG1÷DG3 FND catodo comune

C7 Cond. elettr. 100 µF RL1 Morsettiera 2 poli

D1 Diodo 1N4007 J1, J2 LM358

D2÷D6 Diodo 1N4148 P1÷P6 Pulsante NA TS6 Electronic shop 10

Figura 4Polarizzazione componenti attivi

Figura 5Piano di montaggio

HARDWARE28

GUIDA ALL’USO DEI DISPLAY LCD INTELLIGENTI

di Maurizio Del [email protected]

Per gli esperimenti è stato scelto comecontrollore un PIC16F84 dellaMicrochip, per il suo basso costo, lasua facile reperibilità e l’abbondanza didocumentazione reperibile anche suInternet nel sito del costruttorewww.microchip.com. Per la scrittura dei programmi è suffi-ciente un qualsiasi editor di testo(anche il classico Notepad diWindows), mentre per la compilazione(la traduzione in linguaggio macchina)verrà usato il compilatore assemblerMPASM anch’esso scaricabile gratuita-mente dal sito Microchip. In fine il programma compilato potràessere caricato nel PIC utilizzando unqualsiasi programmatore, anche autocostruito.

CONNETTERE IL PICAL DISPLAY LCDPer comunicare con il mondo esterno,il PIC16F84 dispone di 13 pind’Ingresso/Uscita (I/O) raggruppati indue porte A e B ed identificati comeRA0÷RA4 ed RB0÷RB7, come mostra lafigura 1. Per minimizzare i collega-

menti tra il display ed il micro, sarà uti-lizzato il modo di pilotaggio a 4 bit, inmodo che i dati da inviare al LCD (chesono su 8 bit) vengano inviati 4 bit pervolta, partendo dai quattro più signifi-cativi.Per quanto riguarda l’illuminazione, èprevisto un pulsante n.a. (SW2 in figu-ra 2), alla pressione del quale, il displaysi illumina fino a quando non vienerilasciato.In un’eventuale applicazione, il pulsan-

te sarà sostituito da un transistor pilota-to da un’uscita del micro che provve-derà ad illuminare il display per untempo prefissato ed in corrispondenzadi determinati eventi. Il circuito da rea-lizzare per gli esperimenti proposti èquello di figura 2.Si noti che i dati D7÷D4 del displaysono connessi rispettivamente alleporte RB7÷RB4 del PIC, il segnale diabilitazione E, proviene dalla porta RB2,mentre il segnale RS dalla porta RB3.

Nella prima parte di quest’articolo è stato illustrato in modo dettagliato il funzionamentodei display LCD intelligenti, evidenziando quali sono i comandi disponibili e come questivengono impartiti al display. Tutti gli esperimenti visti, sono stati eseguiti manualmenteper facilitarne la comprensione, ma è evidente che, in un circuito impiegante questo tipodi display, i comandi devono essere impartiti mediante un microprocessore. Lo scopo diquesta seconda parte è dunque quello di illustrare l’uso di display LCD abbinati ad unmicro al quale è affidato il pilotaggio del display stesso.

HARDWARE

Figura 1 Piedatura del PIC16F84

GUIDA ALL’USO DEI DISPLAY LCD INTELLIGENTIseconda parte

HARDWARE 29

Il segnale R/W del display è connessoalla massa, in modo permanente, datoche nei nostri esperimenti non sonopreviste operazioni di lettura daldisplay. I dati D0÷D3 non sono utilizzati, per-tanto possono essere lasciati discon-nessi o collegati alla massa. Il quarzoda 4 MHz ed i due condensatori da 22pF, costituiscono parte di un oscillatoreresponsabile della generazione delclock per il micro: la frequenza delsegnale di clock coincide con quelladel quarzo. Il pulsante n.a. SW1, se premuto, com-porta il reset del PIC con il conseguen-

te riavvio del programma. La tensione di 5 V per l’alimentazionedel circuito può essere ottenuta impie-gando un regolatore integrato del tipo7805.Se il display viene lasciato illuminatoper un tempo non troppo breve, èpossibile che il regolatore surriscaldi,e se tale surriscaldamento dovesseessere eccessivo, è consigliato fissareil 7805 ad una aletta di raffredda-mento.Ricordate di verificare sempre leconnessioni del vostro display inquanto la pedinatura potrebbe esse-re diversa, soprattutto se il display di

cui siete in possesso non è dotato diretroilluminazione.

SCRIVERE IL SOFTWAREL’iter da seguire per scrivere un pro-gramma assembler per un microcon-trollore PIC, è il seguente:

• Stesura del codice. Questa si fa uti-lizzando un qualsiasi editor di testi, siscrivono le istruzioni in assembler e siproduce un file con estensione .asm.

• Compilazione. Il file prodotto alpunto precedente viene aperto conil programma MPASM che traducele istruzioni assembler in linguaggio

HARDWARE

Figura 2 Lo schema elettrico utilizzato per gli esperimenti

HARDWARE30

macchina. Se tutto è andato a buonfine, si ottiene un file con estensione.hex che è il programma vero e pro-prio da caricare nel PIC. Se ci sonostati errori, questi sono visibili nel filed’estensione .err.

• Programmazione del PIC. È la fasein cui viene immesso il programmanel PIC. Per fare questo occorre unopportuno software di programma-zione (ne esistono di gratuiti adesempio icprog scaricabile dal sitowww.ic-prog.com) ed un program-matore di PIC (ne esistono unamiriade di tipi molto facili da costrui-re). Nel file della guida di icprog èriportata una lista dei programmato-ri più “famosi” ed il relativo sitoInternet dal quale poter scaricare loschema elettrico e tutti i dati per lacostruzione.

In quest’articolo ci preoccuperemosoltanto di scrivere il file ASM, conl’intento di creare una libreria di rou-tines dedicate ai display LCD, dapoter utilizzare in programmi piùcomplessi.

GENERAZIONE DEI RITARDICome già visto nella prima parte, perla gestione di un display LCD intelli-gente è spesso opportuno attenderedegli intervalli di tempo, indicati dalcostruttore, per fare in modo che ildisplay interpreti correttamente icomandi o i dati che gli sono statiinviati. A questo scopo è di fonda-mentale importanza disporre di unsottoprogramma in grado di genera-re dei ritardi impostabili. La routineAttendi soddisfa proprio le nostrerichieste: per il corretto funzionamen-to richiede che nel registro W del PICsia caricato il tempo di attesa in milli-secondi. Poiché W è un registro ad 8bit, il massimo numero che può con-tenere è 255, pertanto è bene sottoli-neare che la nostra routine non saràidonea a generare ritardi maggiori di255 ms. Il codice della routine Attendiè il seguente:

Contatore è una variabile di 16 bit econ Contatore+0 e Contatore+1 siaccede ai due byte (gruppi di 8 bit) dicui è composta. Le prime due istruzio-ni caricano il contenuto di W in 8 bit diContatore ed azzerano i restanti 8. Laroutine è composta da un ciclo di circa1ms (le prime 3 istruzioni del ciclo) cheviene ripetuto per un numero di voltepari al valore contenuto in W. Questa routine funziona correttamen-te se nel circuito è inserito un quarzoda 4MHz. Con quarzo di valore supe-riore il ritardo introdotto risulteràminore di quello previsto e viceversa.

INVIO DI UN BYTEAL DISPLAYPoiché il display è pilotato nel modoa 4 bit, è necessario disporre di unaroutine che sia in grado di inviare aldisplay un byte (8 bit), dato checaratteri ed istruzioni sono tutti su 8bit.La routine di cui abbiamo bisogno èindicata nel listato1.

INVIO DI DATI E COMANDIPer inviare al display i comandi ed idati, ecco le due apposite routinesche fanno entrambe uso dellaInvia. Si noti che la InviaDato chia-ma la Invia con RS=1 mentre la

InviaComando chiama la Invia conRS=0 (vedi listato 2).

CANCELLAZIONE DEL DISPLAYIn qualsiasi progetto capita spesso didover cancellare il contenuto deldisplay, per aggiornarlo o scrivere dinuovo. È quindi consigliato disporresempre di una procedura dedicataalla cancellazione del display, ovverodi una procedura che invii il coman-do Clear (codice 01H) e posizioni ilcursore all’inizio della prima linea.Per fare ciò, ecco la routineClearLCD indicata nel listato 3.

INIZIALIZZAZIONEDEL DISPLAYCome già detto, il display sarà usatonel modo a 4 bit pertanto dovràessere inizializzato opportunamen-te. La routine Setup si occupa quin-di d’inizializzare il display per il fun-zionamento a 4 bit, nessuno scorri-mento, 2 linee per 16 caratteri di5x7 punti (vedi listato 4).

INTESTAZIONEDEL PROGRAMMAQuando viene scritto un program-ma, si deve prima di tutto informareil PIC di quali sono le sue connessio-ni: nel nostro caso i bit RB7÷RB4

HARDWARE

;******************************************************

; Subroutine Attendi

; W = Tempo di attesa in millisecondi (quarzo di 4MHz)

;******************************************************

Attendi

movwf Contatore+1

clrf Contatore+0

ciclo

nop

decfsz Contatore+0,F

goto ciclo

nop

decfsz Contatore+1,F

goto ciclo

return ;*** FINE ROUTINE ATTENDI

HARDWARE 31

della porta B costituiscono il bus deidati del display, per cui dovrannoessere configurati come uscite, datoche non sono previste operazioni dilettura dello stesso. Analogamente,i bit RB2 ed RB3 costituisconorispettivamente la linea E (Enable)ed RS, pertanto anch’essi dovrannoessere configurati come uscite.Prima di iniziare con il programma

vero e proprio, si deve inoltre inizia-lizzare il display chiamando la routi-ne Setup. In coda al programmavanno poi inserite tutte le routinesviste precedentemente in modoche possano essere richiamate inqualsiasi punto del programma. Ilmodello da seguire per la stesuradel programma è dunque il seguen-te (vedi listato 5).

ALCUNI ESEMPIVediamo ora come scrivere un mes-saggio sul display. Per eseguire questiesempi si deve ricopiare il relativo codi-ce nella sezione apposita del modellodi programma, riportato nel paragrafoprecedente.

Esempio 1In questo primo esempio vedremocome visualizzare sul display il messag-gio “Ciao!!”. La tecnica è quella di scri-vere nel registro W il carattere da visua-lizzare e richiamare la routineInviaDato che lo invierà al display(vedi listato 6).

Esempio 2È evidente che, qualora si debbanovisualizzare messaggi lunghi o esistanoparti di messaggio ripetute più voltenello stesso programma, la tecnica del-l’esempio 1 non è la più indicata inquanto richiede due righe di codiceper ciascun carattere. È consigliatodunque l’uso di un’altra tecnica cheprevede l’inserzione di una tabellacontenente i messaggi da visualizzareed una routine che invia al display, ilcontenuto della tabella, a partire dauna determinata posizione e per undeterminato numero di caratteri.Supponiamo di voler visualizzare ilmessaggio “Display LCD 16x2”, sullaprima linea del display ed il messaggio“Display LCD 20x4” sulla secondalinea. La scritta “Display LCD “ vienevisualizzata più volte, ma è sufficientememorizzarla nella tabella una solavolta. La tabella di cui avremo bisognoè la seguente:

HARDWARE

LISTATO 1

;************************************************

; Subroutine Invia

; Invia al display il byte contenuto in W,

; 4 bit per volta partendo dai più significativi.

;************************************************

Invia

movwf temp ;salva il valore di W nella variabile “temp”

bcf PORTB,D4 ;azzera le 4 linee dati

bcf PORTB,D5

bcf PORTB,D6

bcf PORTB,D7

btfsc temp,4 ;si mettono le linee dati ai valori

bsf PORTB,D4 ; dei 4 bit più significativi di W

btfsc temp,5

bsf PORTB,D5

btfsc temp,6

bsf PORTB,D6

btfsc temp,7

bsf PORTB,D7

bsf PORTB,E ;Abilitazione del display

movlw 1 ;Attesa di 1ms

call Attendi

bcf PORTB,E ;Disabilitazione del display

movlw 1 ;Attesa di 1 ms

call Attendi

bcf PORTB,D4 ;si eseguono gli stessi passi per

bcf PORTB,D5 ; inviare I 4 bit meno significativi

bcf PORTB,D6

bcf PORTB,D7

btfsc temp ,0

bsf PORTB,D4

btfsc temp,1

bsf PORTB,D5

btfsc temp,2

bsf PORTB,D6

btfsc temp,3

bsf PORTB,D7

bsf PORTB,E

movlw 1

call Attendi

bcf PORTB,E

movlw 1

call Attendi

return ;*** FINE ROUTINE INVIA

;*****************

; TABELLA MESSAGGI

;*****************

tabella_msg

movwf PCL

dt "Display LCD",0

dt "16x2",0

dt "20x4",0

HARDWARE32

Si noti che ciascun frammento di mes-saggio termina con 0. Questa tabellapuò essere inserita nel programmaprima delle routines di gestione. Latabella deve essere letta pensando aduna serie di celle consecutive, ciascunacontenente un carattere e contrasse-gnata con un indice partendo da 0.Nella tabella dell’esempio il messaggio“Display LCD “ inizia dalla cella 0,mentre il messaggio “16x2” iniziadalla cella 13, ovvero, 12 caratteri delmessaggio precedente, più lo 0 di fine

messaggio. Analogamente il messag-gio “20x4” inizia dalla cella 18.La routine InviaMsg di visualizzazionedel messaggio richiede che, nel regi-stro FSR del PIC, ci sia l’indice dellacella contenente il primo carattere delmessaggio, ed invierà al display tutti icaratteri fino al carattere 0 escluso (cherappresenta la fine del messaggio). Ilcodice della routine InviaMsg daaggiungere alla libreria delle routinesdi gestione, è indicato nel listato 7.Una volta inserita la tabella dei mes-

saggi (subito prima delle routines digestione) e la routine InviaMsg (tra leroutines di gestione), il codice da inse-rire nell’apposita sezione per la visualiz-zazione dei messaggi previsti è indica-to nel listato 8.Poiché i messaggi visualizzati sonocostituiti da 32 caratteri, se avessimousato la tecnica dell’esempio 1, sareb-bero state necessarie 64 linee di codicee non avremmo avuto nessuna flessibi-lità, nel caso cui volessimo cambiare imessaggi.

NOTE E CONCLUSIONIPer la programmazione del PIC, ènecessario impostare, tramite il softwa-re di programmazione (ad esempioicprog), i seguenti parametri:

• Code Protection (CP) = OFF• Oscillator (OSC) = XT• Power Up Timer Enable

(PWRT) = ON• Watchdog Timer Enable

(WDT) = OFF

A questo punto avete a disposizionetutti gli strumenti necessari per utilizza-re, nei vostri progetti, i display LCDintelligenti.Potete utilizzare liberamente le routi-nes riportate in quest’articolo e modifi-carle per adattarle alle vostre esigenze.Ricordo che questi display possonoessere usati anche in lettura (i caratterivisualizzati sono inviati al micro), èanche possibile costruire caratteri esimboli personalizzati intervenendosulla CGRAM.Per queste informazioni rimando aldata-sheet del controllore HD44780.

HARDWARE

LISTATO 2

;*****************************************************

; InviaDato

; Invia al LCD il dato contenuto in W nel modo a 4 bit

;*****************************************************

InviaDato

bsf PORTB,RS ;RS=1

call Invia

return ;*** FINE ROUTINE INVIADATO

;*********************************************************

; InviaComando

; Invia al LCD il comando contenuto in W nel modo a 4 bit

;*********************************************************

InviaComando

bcf PORTB,RS ;RS=0

call Invia

return ;*** FINE ROUTINE INVIACOMANDO

LISTATO 3

;*********************************************************

; ClearLCD

; Cancella il contenuto del display e posiziona il cursore

; all’inizio della prima linea.

;*********************************************************

ClearLCD

movlw 01H

call InviaComando ;invia il comando clear

movlw 2

call Attendi ;attesa di 2 ms

movlw 80H;

call InviaComando ;posiziona il cursore all’inizio

; della prima linea.

Return ;*** FINE ROUTINE CLEARLCD

Electronic shop 11


È possibile scaricare dal sito diFare Elettronica i seguenti files:•Data-sheet del micro PIC16F84•Data-sheet del sensorecontrollore HD44780

HARDWARE 33

HARDWARE

LISTATO 4

;***********************************************************

; Setup

; Si occupa dell’inizializzazione del display:

; modo 4 bit, 16X2, caratteri 5x7, no scorrimento

;***********************************************************

Setup

movlw 30


bcf PORTB,RS ;RS=0

bsf PORTB,D4

bsf PORTB,D5

bcf PORTB,D6

bcf PORTB,D7

bsf PORTB,E ;invia il comando “0011xxxx”

movlw 5

call Attendi ;attesa di 5ms

bcf PORTB,E

movlw 1



movlw 1

call Attendi ;attesa 1ms

bcf PORTB,E

movlw 1

call Attendi


movlw 1

call Attendi

bcf PORTB,E

movlw 1

call Attendi

bcf PORTB,D4

bsf PORTB,D5

bcf PORTB,D6

bcf PORTB,D7


movlw 1

call Attendi

bcf PORTB,E

movlw 1

call Attendi

movlw 28H;

call InviaComando ;imposta il modo a 4 bit

movlw 06H;

call InviaComando ;Enty mode, no scorrimento, 16x2

movlw 0CH

call InviaComando ;Display ON, cursore OFF, Intermittenza OFF

call ClearLCD ;cancellazione del display

return ;*** FINE ROUTINE SETUP

HARDWARE34

HARDWARE

LISTATO 5

;****************************************

; Gestione display LCD – Fare Elettronica

;****************************************

PROCESSOR 16F84

RADIX DEC

INCLUDE "P16F84.INC"

ERRORLEVEL -302

RS equ 3 ;Register Select

E equ 2 ;Enable

D4 equ 4 ;Dato D4

D5 equ 5 ;Dato D5

D6 equ 6 ;Dato D6

D7 equ 7 ;Dato D7

ORG 0CH

temp res 2 ;variabile a 16 bit utilizzata nella routine Invia

Contatore res 2 ;variabile a 16 bit utilizzata nella routine Attendi

offset ;variabile a 8 bit utilizzata nella routine InviaMsg (esempio 2)

ORG 00H

Start

bsf STATUS,RP0

movlw 11111111B

movwf TRISB ;Imposta i bit della portaB come uscite

bcf PORTB,D4 ;Azzera le uscite della portaB

bcf PORTB,D5

bcf PORTB,D6

bcf PORTB,D7

bcf PORTB,E

bcf PORTB,RS

bcf STATUS,RP0

call Setup ;inizializzazione del display

;************************************************************************************

; Inserire qui il codice del vostro programma (vedere esempi nel prossimo paragrafo)

;************************************************************************************

loop

goto loop

;***************************************************************

; Inserite qui il codice di tutte le routine di gestione del LCD

;***************************************************************

end

LISTATO 6movlw ‘C’ ;scrive in W il carattere “C”call InviaDato ;invia il carattere “C” al displaymovlw ‘i’call InviaDatomovlw ‘a’call InviaDatomovlw ‘o’call InviaDatomovlw ‘!’call InviaDatomovlw ‘!’call InviaDato

HARDWARE 35

HARDWARE

LISTATO 7

;************************************************************************************

; InviaMsg

; Visualizza un messaggio su LCD. In FSR, l'indice della prima cella del messaggio.

;************************************************************************************

InviaMsg

msgloop

movf FSR, w

movwf offset

incf offset, f

movlw LOW tabella_msg

addwf offset,f

movlw HIGH tabella_msg

btfsc STATUS,C ;controllo se la tabella si trova a cavallo di due

addlw 1 ;pagine di memoria

movwf PCLATH

movf offset,w

incf FSR, f

call tabella_msg ;salta alla cella della tabella messaggi

iorlw 0 ;controllo se siamo alla fine del messaggio

btfsc STATUS, Z

goto endMSG

call InviaDato ;invio al LCD il carattere contenuto nella cella

goto msgloop

endMSG

return ;la routine termina se la cella contiene 0 (fine messaggio)

LISTATO 8

movlw 0

movwf FSR ;in FSR c’è l’indice dell’inizio del primo messaggio

call InviaMsg ;visualizza “Display LCD “

movlw 13 ;indirizzo del messaggio “16x2”

movwf FSR

call InviaMsg

movlw 0x02 ; Posiziona il cursore all'inizio della riga

call InviaComando

movlw 5


movlw 0xC0 ;nuova linea.

call InviaComando

movlw 5


movlw 0

movwf FSR ;in FSR c’è l’indice dell’inizio del primo messaggio

call InviaMsg ;visualizza “Display LCD “

movlw 18 ;indirizzo del messaggio “20x4”

movwf FSR

call InviaMsg

STRUMENTAZIONE36

STRUMENTAZIONE

RIVELATORE PORTATILEDI GASdi Marco [email protected]

Infatti, se una miscela di gas e aria ècompresa entro una ben precisafascia di concentrazione, diventaaltamente esplosiva. Tale fascia èdelimitata dal Limite Inferiore diEsplosività e dal Limite Superiore diEsplosività.Al di sotto del LIE non si ha sufficien-te combustibile per innescare l’e-splosione, al di sopra del LSE lamiscela è talmente satura d’esplosi-vo (combustibile) e talmente poverad’ossigeno (comburente) che ugual-mente l’esplosione non avviene.Nella tabella seguente si riportano ivalori di LIE e LSE in % e parti permilione (ppm) di volume per i gaspiù diffusi. Quindi, l’individuazione tempestivadi presenza di gas in concentrazionipericolose è estremamente impor-tante ai fini della sicurezza domesti-ca e industriale.Purtroppo, la cronaca spesso ciricorda che non c’è un monitorag-gio attento né una cura adeguatanelle installazioni. Sulle riviste dielettronica abbiamo visto molti rive-latori di gas con allarme ottico/acu-stico, anche collegati a valvole di

intercettazione.D’altra parte ho notato l’assenza diun progetto per uno strumento por-tatile, dedicato agli installatori o achi voglia controllare un punto pre-ciso di una condotta o di un tubo.Ho quindi pensato ad un apparatoche consenta la rivelazione di fugheanche minime che, con il tempo,potrebbero creare zone pericolosedi ristagno gassoso.

DESCRIZIONE DEL CIRCUITOLo strumento è basato su un sensoredi gas, il TGS813 della Figaro, e unPIC16F628 della Microchip chevisualizza la presenza del combustibi-le su tre display a 7 segmenti. La misura è relativa e non indicanumericamente la concentrazione,anche perché la sensibilità del senso-re varia in funzione del gas presente.Il circuito, in ogni caso, indica effica-

Il gas è una delle fonti d’energia più diffuse nella società moderna. Esso è disponibilein varie tipologie e miscele, si può avere il metano, il GPL, il gas di città, eccetera, maun denominatore comune a tutti i tipi è purtroppo l’estrema pericolosità in caso difuga. Per questo, presentiamo un rivelatore portatile di gas, strumento utile per gliinstallatori d’impianti a gas domestici e industriali e, con l’avvicinarsi delle vacanze,per tutti gli utilizzatori di camper o roulotte...

Tabella 1 Limiti di esplosività

RIVELATORE PORTATILEDI GAS

TIPO DI GAS L.I.E. VOL% L.I.E. PPM L.S.E. VOL% L.S.E. PPM

METANO 5 50000 15 150000

PROPANO 2.1 21000 9.5 95000

BUTANO 1.8 18000 8.4 84000

BENZINA 1.4 14000 5.9 59000

GASOLIO 1.3 13000 7.6 76000

KEROSENE 6 60000 6 60000

ETILENE 2.7 27000 36 360000

METANOLO 5.5 55000 37 370000

ETANOLO 3.3 33000 19 190000

IDROGENO 4 40000 75 750000

STRUMENTAZIONE 37

STRUMENTAZIONE

cemente anche una piccola fuoriusci-ta in modo proporzionale al flusso,fornendo un allarme ancora molto aldi sotto della LIE di una qualsiasisostanza. Nella figura seguente èriportata la curva di sensibilità del sen-sore TGS813:

Il sensore è costituito da un elemen-to riscaldante e da un elemento sen-sibile la cui resistenza diminuisceproporzionalmente alla concentra-zione di gas.Il Costruttore non fornisce il valore ditale resistenza in assoluto, bensì comerapporto tra la resistenza del sensoreche ha a 1000 ppm di metano e laresistenza alle altre concentrazioni. Dal datasheet si legge che la resisten-za effettiva a 1000ppm di metanopuò variare da 5 a 15 kΩ, un interval-lo molto grande. Inoltre, essa dipen-de fortemente dalla temperatura edall’umidità. Nella realizzazione dellostrumento tale dipendenza non èstata considerata, dato che è ragione-vole ipotizzare che la misura sia fattain un tempo breve rispetto alle varia-zioni climatiche. Rimane il problema della grandevariabilità della resistenza in assenzadi gas. Dalle misure effettuate sudiversi sensori, tale resistenza si atte-

sta sui 50 kΩ in aria e quindi il circui-to è stato dimensionato su questodato. Inoltre, lo strumento è dotato ditasto d’azzeramento che permette divisualizzare sui tre display anche unapiccola variazione di resistenza.Vediamo adesso com’è stato possibile

misurare la resistenza del sensoredirettamente con il PIC16F628, senzaricorrere ad un convertitore A/D.Tale controllore è dotato di due com-paratori che possono essere configu-rati in otto modi diversi. La figuraseguente indica il modo utilizzato inquesto circuito.In questo caso abbiamo l’ingressoinvertente del primo comparatore,connesso al pin 17, l’ingresso inver-tente del secondo al pin 18 e i dueingressi non invertenti connessientrambi al pin 1.Tale pin è utilizzato per fornire unatensione di soglia ai comparatori. Le uscite possono essere lette dalfirmware attraverso due bit di un regi-stro di memoria.Inoltre, tale controllore dispone di untimer a 16 bit che può misurare tempifino a 65535 µs senza utilizzare il pre-scaler.Il principio utilizzato è quello dellacarica di un condensatore, che nel cir-

cuito in figura 3 segue la legge espo-nenziale:

Con alcuni passaggi matematici, sipuò ricavare R in funzione degli altriparametri:

Come si vede, c’è una relazione diret-tamente proporzionale tra R e t. Se sifissa il valore di C pari a 1 µF, Vcc paria 5V e Vc(t) pari a circa 3.15V, si hauna corrispondenza di 1µs per 1 Ω.In altre parole, partendo con il con-densatore completamente scarico, iltempo, in µs, che intercorre tra l’ap-plicazione della 5 V alla resistenza e loscatto del comparatore, corrispondeal valore in Ω della resistenza stessa. Quindi, per misurare la resistenza delsensore e, di conseguenza, la presen-za di gas, è sufficiente scaricare il con-densatore, caricarlo e misurare iltempo necessario a raggiungere lasoglia del comparatore. Il PIC16F628è particolarmente adatto a realizzarequesto tipo di misura. Infatti, il pin 18può essere configurato sia comeingresso del comparatore, durante lamisura del tempo di carica, sia comeuscita digitale a 0 Volt, durante il pro-cesso di scarica del condensatore. La funzione del firmware è esatta-mente questa: il condensatore vienescaricato per circa 100 ms, poi il pin18 viene configurato come ingressodel comparatore ad alta impedenza;contemporaneamente si accende ilTIMER1. Una volta raggiunta la ten-sione presente sul pin 1, il timer vienefermato e il suo valore viene visualiz-zato sul display. Vedremo meglio inseguito i dettagli del firmware.La resistenza R5 da 1 kΩ limita la cor-rente massima nel sensore entro un

Figura 1Risposta del TGS813 a vari gas

STRUMENTAZIONE38

STRUMENTAZIONE

valore di assoluta sicurezza per lo stes-so. Il condensatore C3, elemento fon-damentale della misura, deve esseredi ottima qualità. Come già accenna-to prima, il pin 1 costituisce l’ingressodella soglia dei comparatori. Il condensatore C1 deve essere al tan-talio o comunque a bassa perdita,pena la scarsa precisione nel tempodella tensione di riferimento. Il pin 17è configurato come ingresso al secon-do comparatore ed è utilizzato permonitorare l’alimentazione. Se la tensione della batteria scendesotto i 7.5 V circa, la tensione sul pin17 è inferiore a quella di riferimento e

il micro visualizza un allarme, bloc-cando la misura che potrebbe essereaffetta da errore. Anche in questocaso il condensatore di bypass C2 è altantalio.Il display è gestito con la tecnica delmultiplexing. Infatti, abbiamo setteuscite dal micro, corrispondenti aisette segmenti, e comuni ai tre LED acatodo comune. Per visualizzare tre cifre contempora-neamente, si sfrutta il principio di per-sistenza dell’immagine sulla retina: ilPIC visualizza la prima cifra sul display3 impostando i 7 segmenti e chiu-dendo a massa il catodo con Q1.

Dopo pochi millisecondi, sui 7 seg-menti è impostata la cifra del secondodisplay che viene abilitato da Q2,mentre Q1 passa in interdizione. Lastessa cosa accade per la terza cifra suDISP1. Quindi, in realtà il micro visua-lizza una cifra per volta, creandoperò, l’illusione che i tre numeri sianovisualizzati contemporaneamente.Il pulsante di azzeramento fa capo alpin 4, tenuto a 5 V dalla resistenza dipull-up R9. Premendo il pulsante, ilpin passa a 0 logico e il firmware ese-gue l’azzeramento, sottraendo il valo-re letto fino a quel momento dallemisure successive.Anche sul pin 3 è presente la resisten-za di pull-up R18. Infatti, mentre i pin2 e 13, utilizzati per gli altri duedisplay, hanno in uscita uno stadiopush-pull, il pin 3 è un open collector.

Figura 2 Configurazione comparatori del micro

Figura 3 Circuito di base

STRUMENTAZIONE 39

STRUMENTAZIONE

L’alimentazione è garantita da IC2,un comune 7805 “condito”con isoliti condensatori in ingresso e inuscita. La soglia di allarme batteria èstata calcolata tenendo conto delladifferenza minima di tensione traingresso e uscita accettabile da que-sto componente.La frequenza del quarzo è 4MHz. Unvalore leggermente diverso (esempio4096KHz o 3.58MHz) non pregiudicail funzionamento del circuito, si perdesoltanto la corrispondenza tra µs e Ωsopra esposta che, peraltro, in questarealizzazione non è strettamentenecessaria. Se però qualcuno vorràadattare questo circuito ad altre misu-re dovrà tenere conto di questoaspetto

FUNZIONAMENTODEL FIRMWAREAll’accensione, il firmware attendecirca 60s durante i quali il sensore siriscalda. In questa fase il display visua-lizza la scritta “CAL”. Al termine diquesto tempo, sul display si leggeràuna cifra variabile che tenderà a stabi-lizzarsi in pochi secondi. In questafase è bene tenere lo strumento inuna zona sicuramente libera dal gas,per esempio all’aperto, in modo dafare la calibrazione con il sensore alla

massima resistenza. Quando la lettura sarà stabilizzata,premendo il pulsante si leggerà“000” e sarà possibile iniziare ad ispe-zionare il tubo o l’installazione. Comesi vede dalle foto, ho alloggiato il sen-sore in un contenitore per rullini foto-grafici, opportunamente forato allabase, in modo da proteggere la cap-sula dagli urti. Il cavo può esserelungo anche oltre il metro. Se la con-centrazione di gas è tale che la resi-stenza totale (sensore + R5) scendesotto i 2K, il display visualizza “OUt”,

con la “t” minuscola perché con 7segmenti non si può fare di meglio…Se, invece, il sensore è rotto, non con-nesso o comunque la sua resistenzasupera i 60K, il micro visualizza il mes-saggio “Err”. Infine, se la tensionedella batteria scende sotto i 7.5 V, ildisplay indica “BAt” per avvisare cheè necessario ricaricarla o sostituirla.

REALIZZAZIONE PRATICACome si può notare dalle fotografie, ilcircuito stampato è monofaccia, il chefacilita notevolmente la realizzazio-

Figura 4Dimensioni del sensore

Figura 5Circuito applicativo del TGS81

STRUMENTAZIONE40

STRUMENTAZIONE

Figura 2 Schema elettrico

STRUMENTAZIONE 41

ne. Sono presenti alcuni ponticelliche devono essere realizzati con delfilo possibilmente isolato. A differen-za di tutti gli altri componenti, idisplay devono essere montati sullato saldature. A tal proposito suggerisco di prepara-re sei zoccoli da 5 pin l’uno, inserirli

sui display, montare il tutto sul circui-to stampato, procedendo in seguitoalle saldature. Il circuito stampato èdimensionato per un contenitoredella Teko, del quale sono sfruttate letorrette interne, per fissare il circuitostesso ad uno dei due gusci. È neces-sario praticare un’asola su quest’ulti-

mo per i display. Lo stabilizzatore deve essere fissatocon una vite al pannello in alluminioche funzionerà da dissipatore. È utile,ma non strettamente necessario (vistala poca potenza dissipata), interporreun velo di grasso al silicone. In ogni caso, è necessario eliminare le

STRUMENTAZIONE

Foto 1Fotografia lato componenti del circuito

Foto 2Fotografia lato rame del circuito

STRUMENTAZIONE42

STRUMENTAZIONE

Figura 8 Piano di montaggio

Figura 7 Circuito stampato (vista lato rame) scala 1:1

STRUMENTAZIONE 43

sbavature del foro per far aderirebene la flangia del 7805 al pannello.Il connettore J1 deve essere connes-so al sensore nel modo seguente. Ilpin 1 di J1 deve essere collegato alpin 2 del sensore, mentre il 3 di J1deve essere connesso al 5 delTGS813 (vedi figure 4 e 5). In que-sto modo si alimenta il filamento delriscaldatore. Inoltre, il pin 2 di J1deve essere collegato ai pin 1 e 3 delsensore, infine il pin 4 deve esserecollegato ai pin 4 e 6 del TGS813. Èimportante che i pin 1 e 3 siano col-legati insieme, così come i 4 e 6. Lefigure 4 e 5 chiariscono i collega-menti. L’interruttore di accensione,il pulsante e il connettore per il sen-sore sono fissati sul pannello ante-riore, mentre la presa per la ricaricadella batteria è fissata sul pannelloposteriore.A tal proposito, ho realizzato unaccumulatore con 8 elementi ricari-cabili Ni/Cd da 1.2 V 700 mA/h(acquistati a pochi euro in fiera) el’ho fissato sulla metà del contenito-re, opposta a quella dove è fissato ilcircuito stampato. La presa citataprima permette la ricarica della bat-teria senza aprire lo strumento. Ilconsumo totale è pari a circa 200mA, in gran parte richiesta dal riscal-datore TGS813. La batteria utilizzatagarantisce quindi più di tre ore difunzionamento.

COLLAUDOUna volta terminato il montaggio, lostrumento è sostanzialmente prontoall’uso, dato che non ci sono puntidi taratura. Qualora il sensore utiliz-zato abbia una resistenza a riposopiù alta di 50-60 kΩ, lo strumentovisualizza “Err” anche dopo alcuniminuti dall’accensione. In questocaso è possibile agire in due modi.La prima soluzione consiste neldiminuire il valore di C3 a 470 o 330nF. La seconda soluzione, che prefe-risco e raccomando, consiste nelprogrammare il micro con il presca-

STRUMENTAZIONE

ELENCO COMPONENTISIGLA DESCRIZIONE

R1 Resistenza 2.2 kΩ



R4 Resistenza 1 kΩ

R5 Resistenza 470 Ω














C1 Condensatore tantalio 10 µF 16 Vl

C2 Condensatore tantalio 10 µF 16 Vl

C3 Condensatore poliestere 1 µF 16Vl

C4 Condensatore ceramico 22 pF

C5 Condensatore ceramico 22 pF

C6 Condensatore ceramico 100 nF



C9 Condensatore elettrolitico 100 µF 25 Vl

C10 Condensatore elettrolitico 100 µF 16 Vl

D1 LED 3 mm

DISP1 TDSR5160 o equivalente (catodo comune)



Q1 Transistor BC337

Q2 Transistor BC337

Q3 Transistor BC337

IC1 PIC16F628 (programmato)

IC2 LM7805CT

XTAL1 Quarzo da 4 MHz

J1 Connettore SIP-4

J2 Connettore SIP-2

PSB1 Connettore SIP-2

STRUMENTAZIONE44

ler del Timer 1 impostato con valore2 o 4. Nel sorgente che metto adisposizione è indicato chiaramentecome fare, in ogni caso sarò felice dispedire il file .hex già modificato achi dovesse avere bisogno.

UTILIZZOCome detto precedentemente, ènecessario accendere lo strumento inaria libera. Una volta stabilizzata la let-tura, si può effettuare l’azzeramento eavvicinare il sensore al punto da con-

trollare. Una variazione dell’indicazio-ne di poche unità non è indice di per-dita, dato che anche la variazione ditemperatura del sensore, dovuta allospostamento d’aria, è rilevato dal cir-cuito. Anche la più piccola perditasarà invece segnalata da variazionimolto grandi dell’indicazione. Perrendersi conto dell’estrema sensibilitàdello strumento v’invito a fare qual-che prova con un comune accendi-no, dal quale potrete fare uscire delgas (senza fiamma!) in prossimità delcaptatore. Un azionamento della levaper una frazione di secondo sarà indi-cato in maniera evidente.

ALTRI TIPI DI SENSORELa stessa Figaro commercializza duesensori a minor consumo, il TGS2610per GPL e il TGS2611 ottimizzato per

STRUMENTAZIONE

Figura 9 Disposizione ponticelli (lato componenti)

Foto 3 Interno dello strumento

STRUMENTAZIONE 45

il metano, i quali possono essere uti-lizzati con questo strumento, facendoattenzione unicamente alle connes-sioni, dato che la piedinatura è diver-sa. Con sensori di marca diversa puòessere necessario modificare anche ilvalore di C3 e/o del prescaler.

NOTE FINALILa realizzazione illustrata non contie-ne parti ad alta tensione o generatricidi scintille e quindi è intrinsecamentesicura. In ogni caso è da considerarsi

sperimentale e comunque nonottempera alle normative previste perapparecchi destinati ad aree esplosiveo pericolose. D’altra parte, l’estremasensibilità ottenuta permette di rileva-re fughe ben al di sotto del LIE diqualsiasi gas, quindi l’impiego previ-sto è quello in fase di installazione e dicontrollo delle apparecchiature ali-mentate a gas, quando ancora non siè raggiunta una concentrazione peri-colosa ma neppure avvertibile lette-ralmente “a naso”.

STRUMENTAZIONE

Foto 4Strumento completo di sensore Foto 5Assemblaggio sensore

[1] Microchip Technology:PIC16F62X microcontrol-lers data-sheet

[2] Vishay Semiconductors:TDS.51.. 7 segments display data-sheet.

[3] Figaro Sensors: TGS813 data-sheet

BIBLIOGRAFIA


È possibile scaricare dal sito diFare Elettronica i seguenti files:• Codice sorgente per

programmare il PIC16F628• Data-sheet del micro PIC16F628• Data-sheet del sensore TGS813

Electronic shop 12

HARDWARE46

di Mariano Paolizzi e Salvatore [email protected] - [email protected]

Immaginiamo di dover gestire undispositivo con interfaccia I2C eche questo sia di sua natura unoslave: possiamo pensare, ad esem-pio, che si tratti di una EEPROMseriale I2C della famiglia 24Cxx, ilcui diagramma funzionale è ripor-tato di seguito.

In accordo con quanto detto lavolta scorsa, il componente pre-senta 2 linee di comunicazione ditipo open Drain (SDA ed SCL) etre pin di selezione (A0, A1, A2) lacui connessione a massa o all’ali-mentazione positiva (Vdd) contri-buisce a determinare l’indirizzodel dispositivo. In particolare, deisette bit di indirizzamento i quat-tro più significativi sono cablatinella configurazione 1010, men-tre A2, A1 e A0 rappresentano itre bit meno significativi, comemostrato di seguito.

La linea WR , infine, è un ingressoche se pilotato con un livello logi-co alto inibisce qualsiasi operazio-ne di scrittura. Gli integrati appartenenti a talefamiglia hanno tutti lo stessonumero di pin (otto) e differisco-no esclusivamente per la quantitàdi memoria disponibile, che puòessere facilmente individuata con-siderando le ultime due cifre dellasigla del dispositivo, come mostrala tabella seguente.

A questo punto è importantenotare che l’indirizzamento dellelocazioni di memoria per le 24Cxxavviene sempre trasmettendo unsingolo Byte dopo la selezione deldispositivo, il che pone un limitemassimo di 28=256 Byte allo spa-zio indirizzabile.Per poter ovviare a tale limitazio-ne, nelle versioni 24C04/08/16(che necessitano rispettivamente

di 9, 10 e 11 bit di indirizzamen-to) si rinuncia ad alcuni dei pin diselezione per completare l’indiriz-zo della locazione. come esempiopratico consideriamo la scritturadi un Byte su una 24C08.Per tale dispositivo i pin A0 ed A1risultano non essere connessiinternamente e l’indirizzo deldispositivo è determinato esclusi-vamente dal pin A3: quindi perselezionare l’integrato sarà neces-sario inviare un indirizzo del tipo1010A3x1x2W, in cui x1e x2 rap-presentano i bit più significatividell’indirizzo di memoria al qualesi vuole accedere, A3 è pari ad 1 seil corrispondente pin è connesso aVdd o a zero se collegato a massa eW deve essere posto a zero perindicare che si tratta di un’opera-zione di scrittura. Chiaramente un tale espedienteestende lo spazio di indirizzamen-to interno della memoria a spesedel numero di dispositivi di que-sto tipo che è possibile collegareal bus. Ad esempio, nel caso della24C08 si possono utilizzare almassimo due integrati con i pinA3 configurati in modo comple-mentare.Detto ciò diamo un’occhiata allediverse operazioni che possonoessere svolte sulla nostra EEPROM:

Nella prima parte di questo Tutorial abbiamo descritto in dettaglio il protocollo dicomunicazione del bus I2C e le sue caratteristiche elettriche. Ci apprestiamo ora afornire alcuni esempi pratici sul suo utilizzo, analizzando un semplice progetto e lediverse strade che possono essere seguite per realizzarlo.

HARDWARE

I2C BUS: ESEMPI APPLICATIVII2C BUS: ESEMPI APPLICATIVIseconda parte

1 0 1 0 A2 A1 A0

MSB LSB

24Cxx Kbits Byte

24C01 1 128

24C02 2 256

24C04 4 512

24C08 8 1024

24C16 16 2048

HARDWARE 47

Scrittura di uno o più Byte(esempio A)Quando la 24Cxx rileva una con-dizione di Start preleva l’indirizzodi selezione trasmesso dal master,lo confronta con il proprio ed incaso di corrispondenza genera unacknowledge.Analizzando quindi il bit W/R(che si trova a livello logico basso)comprende che si tratta di un’o-perazione di scrittura e attendeche il master gli trasmetta l’indi-rizzo della locazione di memoriain cui iniziare a scrivere. Ottenutoquesto, la nostra EEPROM comin-cia a copiare i dati trasmessi dalmaster fino a che non rileva unacondizione di Stop, generando unacknowledge per ogni byte rice-vuto, come stabilito dal protocol-lo I2C.

Per quanto concerne le operazionidi scrittura va osservato che:

• In un singolo ciclo di scrittura èpossibile inviare al massimo 16byte, a condizione che questisiano tutti destinati alla stessapagina di memoria (individuatadai quattro bit più significativi

dell’indirizzo).• Durante il ciclo di scrittura il pin

7 (WC) deve essere posto a livel-lo logico basso, altrimenti laEEPROM non genera l’ackno-wledge ed il contenuto dellamemoria resta invariato.

Lettura di uno o più Byte daposizione corrente (esempio B)La fase iniziale è identica a quellaanalizzata in caso di scrittura soloche in questo caso il bit R/W èposto a livello logico alto per indi-care che si tratta di un’operazionedi lettura.Trovata corrispondenza con il pro-prio indirizzo, la EEPROM rispon-de con un acknowledge ed iniziaa trasmettere i dati.Si noti che in questo caso è ilmaster che genera i successiviacknowledge, per indicare che haricevuto i dati trasmessi dalla24Cxx.La fine del ciclo è determinata daun “No Acknowledge” seguita dauna condizione Stop.Per quanto concerne il massimonumero di byte inviabili, in questocaso non esistono limitazioni, vaosservato, tuttavia, che qualora si

giunga all’ultima locazione dimemoria la trasmissione ripartedalla locazione 00H.

Lettura di uno o più Byte daposizione casuale (esempio C)Un’operazione di lettura da indi-rizzo casuale può essere divisa indue fasi: la prima consiste in un’o-perazione di scrittura in quanto ilmaster trasmette alla EEPROMl’indirizzo dal quale vuole iniziarea leggere; la seconda coincideinvece con una lettura da posizio-ne corrente.Detto in altri termini, il masternon fa altro che aggiornare laposizione corrente della EEPROM(scrivendo l’indirizzo desideratonel corrispondente buffer) edavviare quindi una lettura da taleposizione.Le due fasi iniziano entrambi conuna condizione di start seguitadalla selezione del dispositivo (laprima in scrittura e la seconda inlettura), ma solo la seconda pre-vede una condizione di Stop.Ora che conosciamo meglio ilnostro slave possiamo concentra-re l’attenzione sulla scelta delmaster: questo può essere unqualsiasi dispositivo intelligenteche implementi il protocollo dicomunicazione I2C, come adesempio un PC o un microcontrol-lore.Nel primo caso si può utilizzareuna porta standard di comunica-zione, scrivendone il software digestione e provvedendo adun’opportuna elettronica di inter-facciamento (buffer, convertitoriRS232 /TTLecc.); nel secondocaso, invece, si può impiegare uncontrollore che includa già un’in-terfaccia I2C (ad esempio un PICdella Microchip) o, se sprovvisto,implementarne il protocollo dafirmware.La soluzione più semplice edimmediata, ovviamente, consiste

HARDWARE

Esempio A

Esempio B

Esempio C

HARDWARE48

nello scegliere un dispositivo intel-ligente che includa tale interfaccia,in modo da non doversi preoccu-pare delle procedure di trasmissio-ne e ricezione dei dati ma solodella loro gestione.Per comprendere quanto appenadetto prendiamo in considerazionequest’ultima soluzione, facendoriferimento alla famiglia dei micro-controllori della Microchip 16F87x(provvista appunto di interfacciaI2C) ed in particolare al PIC16F872(naturalmente il modulo di inter-faccia I2C è identico per tutti imicrocontrollori di questa casa).È bene precisare che quantosegue non vuole essere un Tutorialsull’utilizzo dei PIC, ma semplice-mente una descrizione di come talidispositivi gestiscano l’interfacciain oggetto. Il PIC16F872 impiegaun modulo denominato MSSP(Master Synchronous Serial Port),finalizzato alla gestione di due tipidi connessioni seriali: la SPI e laI2C.In quest’ultimo caso i pin utilizzatisono il 14 (RC3) per l’SCL ed il 15(RC4) per l’SDA, mentre i registriassociati sono i seguenti sei:

• SSPCON: SSP Control Register• SSPCON: SSP Control Register 2• SSPSTAT: SSP Status Register• SSPBUF: Serial Receive/Transmit

Buffer• SSPSR: SSP Shift Register

(non accessibile all’utente)• SSPADD: SSP Address Register

I primi due registri permettono diconfigurare l’interfaccia I2C, con-sentendo tra l’altro di impostare ilPIC come master o slave e in que-st’ultimo caso con indirizzamentoa sette o dieci bit.Lo Status Register contiene dei flagche forniscono informazioni sullostato della trasmissione: ad esem-pio se è stata rilevata una condizio-ne di Stop o di Start, se il byte rice-

vuto rappresenta un indirizzo o undato e così via.Lo Shift Register, invece, non èaccessibile all’utente e serve esclu-sivamente a convertire i dati daformato seriale a parallelo e vice-versa.Infine l’Address Register contienel’indirizzo del PIC quando utilizza-to come slave e permette la confi-gurazione del Baud Rate se siimpiega il dispositivo come master.Prima di tornare al nostro esempiova fatta un’importante considera-zione.Quando il PIC riceve o trasmetteun dato ne notifica l’eventoponendo ad uno stato logico pre-definito il corrispondente bit nelloStatus Register.Per quanto concerne la ricezione,ad esempio, il microcontrolloreasserisce il bit BF (SSPSTAT<0>) el’evento, quindi, potrebbe essererilevato eseguendo un polling atale bit: questa soluzione tuttavianon rappresenta la scelta migliore,soprattutto qualora il controlloredebba svolgere anche altre funzio-ni.Un’alternativa sicuramente piùefficiente consiste nell’abilitare gliinterrupt: in tal modo, infatti,quando il PIC riceve o trasmette undato genera un interrupt ed ese-gue la corrispondente InterruptService Routine (ISR), terminata laquale torna alle sue mansioni.Ipotizzeremo quindi di trovarcisempre in questa situazione.Detto ciò consideriamo l’impiegodel 16F872 come master.In questa modalità l’utente devepreoccuparsi di generare sia lacondizione di Start che di Stop.La prima si ottiene asserendo il bitSEN (SSPCON2<0>), la secondaasserendo il bit PEN (SSPCON2<2>Generata la condizione di Start, ilmodulo MSPP si preoccupa diinviare automaticamente l’indiriz-zo dello slave (che l’utente deve

aver preventivamente copiato nelbuffer SSPBUF) e preleva in corri-spondenza al nono colpo di clocklo stato della linea SDA riportando-lo nel bit ACKSTAT(SSPCON2<6>), che conterràquindi uno zero logico se lo slaveha risposto.Fatto ciò genera un interrupt perindicare che la trasmissione è avve-nuta.Quindi, l’utente deve esclusiva-mente preoccuparsi di scrivere l’in-dirizzo dello Slave nel buffer, gene-rare la condizione di Start e scrive-re la routine per la gestione dell’in-terrupt.Una volta assicuratosi che lo Slaveabbia risposto correttamente, l’u-tente può iniziare ad inviare i Bytesemplicemente copiandoli nelBuffer.Per ogni trasmissione avvenuta ilPIC genera un interrupt dopo averprelevato lo stato del bit di ackno-wledge ed è responsabilità del pro-grammatore ripristinare il flag ditale interrupt. Al termine dei dati da trasmetterel’utente deve generare una condi-zione di Stop, il cui buon fine èancora una volta notificato dalcontrollore producendo un inter-rupt.Va notato, infine, che per ricevere idati dallo slave è necessario abilita-re il PIC in ricezione: ciò è fattoponendo ad uno stato logico alto ilbit RCEN (SSPCON2<3>).Analizzati i nostri dispositivi, quin-di, non resta che mettere insieme iltutto, come riportato nello schemain figura 1.Sul pin 1 (MCLR, Master Clear) delPIC sono previsti un tasto di Reset,un diodo di protezione (D1) ed uncircuito RC (R1 e C1) per assicura-re il corretto reset del dispositivo.Il quarzo utilizzato è da 4 MHz,anche se il 16F872 può arrivarefino a 20 MHz.Le resistenze di Pull-Up, inoltre,

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HARDWARE 49

sono state scelte di 4.7 KB , inaccordo con quanto detto nella

prima parte.Riportiamo di seguito alcuniesempi di codice assembler per lagestione dell’interfaccia I2C.

Innanzitutto è necessario configu-rare l’interfaccia I2C:

l’indirizzo della EEPROM è configu-rato come 1010011x: può esserememorizzato in una variabile(SlaveAdd):

Definiamo anche una variabile incui conservare i dati letti dalla

EEPROM:

DataR equ 0x21;

Vediamo quindi il codice della

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SlaveAdd equ 0xA6 ; indirizzo della nostra EEPROM

AddEEPROM equ 0x20 ; variabile che contiene l’indirizzo della EEPROM

movlw SlaveAddr ;copio l’indirizzo della EEPROM

movwf AddEEPROM ;nella variabile AddEEPROM

bsf SSPSTAT,SMP ; disabilitiamo il controllo di Slew Rate

bsf SSPCON1,SSPM3 ; poniamo il PIC in modalità master

bsf SSPCON1,SSPEN ; e abilitiamo il modulo SSP

movlw 0x028 ; impostiamo la frequenza di clock I2C a 100kHz

movwf SSPADD

bsf TRISC,3 ; poniamo le linea SCL e SCL come input

bsf PORTC,3 ; (saranno in realtà controllate dall’MSSP)

bsf TRISC,4 ;

bsf PORTC,4 ;

Figura 1Lo schema elettrico utilizzato per gli esperimenti

HARDWARE50

routine per inviare uno Start allanostra EEPROM

Per semplicità abbiamo suppostoche la EEPROM risponda semprealla nostra condizione di Start.Per generare la condizione diStop, invece, si può scrivere unaroutine del tipo seguente:

Riportiamo infine il codice per la scrit-tura e la lettura da EEPROM. Si noti che prima di utilizzare ilcodice è necessario configurare ilbit 0 di ADDEPROM per indicare iltipo di operazione, come indicatonell’esempio 1.Concludiamo questo Tutorial analiz-zando, per questioni di completezza,il caso in cui il PIC sia impiegato comeslave. Consideriamo la fase di ricezio-

ne : in tal caso non appena il moduloMSSP viene abilitato si pone automa-

ticamente in attesa della condizione diStart, dopo la quale il byte ricevuto ètrasferito nel buffer SSPBUF, i bit diindirizzamento confrontati con quelliassegnati al dispositivo e l’acknowled-ge asserito in caso di coincidenza tra le

due configurazioni di bit: tutto ciò èeseguito dal controllore senza nessunintervento da parte dell’utente.Trovata la corrispondenza con il suoindirizzo, il controllore comincia aricevere i dati inviati dal master e perogni Byte ricevuto genera un interrupte setta il bit BF (Buffer Full), sta a l’u-tente, a questo punto, resettare il bitBF ed i Flag di interrupt, finché ciònon avviene la comunicazione è infat-

ti sospesa. La ricezione termina conuna condizione di Stop che viene rile-

vata automaticamente dal PIC. Unasituazione simile si osserva per quantoconcerne la trasmissione, che è peròcaratterizzata dal bit R/W a livello logi-co alto e dalla possibilità di occupare lalinea SCL, ponendo a 0 il bit CKP

(SSPCON<4>), disinibendo così leoperazioni da parte del Master. Questobit, in particolare, può essere utilizzatoper disporre di un tempo necessario acaricare i dati nel Buffer e deve esserecontrollato direttamente dall’utente.Va notato, infine, che un acknowledgenon asserito al termine di un Byteinviato, indica al Master il termine dellatrasmissione.

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StartEEPROM

bsf SSPCON2,SEN ; invio il bit di start

btfsc SSPCON2,SEN ; controllo che sia stato inviato

goto $-2 ; altrimenti lo invio nuovamente

InviaAddr

bcf PIR1,SSPIF ; azzero il flag di interrupt

nop

movf AddEEPROM,W

movwf SSPBUF ; copio l’indirizzo nel buffer

btfss PIR1,SSPIF ; aspetto cha avvenga l’invio dell’indirizzo

goto $-2 ;

btfss SSPCON2,ACKSTAT ; mi assicuro che la EEPROM risponda

return ; in tal caso ritorno dalla Routine

bsf SSPCON2,RSEN ; altrimenti invio di nuovo lo Start

btfsc SSPCON2,RSEN ; assicurandomi che sia stato inviato

goto $-2 ;

goto InviaAddr ;e invio nuovamente l’indirizzo

Stop

bsf SSPCON2,PEN ; invia una condizione di Stop

btfsc SSPCON2,PEN ; controlla se la condizione è stata inviata

goto $-2 ; altrimenti la invia nuovamente

return

Electronic shop 13

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ESEMPIO 1

bsf ADDEPROM,0 ; per la letturabcf ADDEPROM,0 ; per la scrittura

ScriviDatabcf PIR1,SSPIF ; ripulisco il flag di interrupt movff ADDEPROM,SSPBUF ; sposto nel SSPBUF il dato da inviarebtfss PIR1,SSPIF ; attendo che il dato sia inviatogoto $-2 ; btfsc SSPCON2,ACKSTAT ; controllo finchè lo slave non rispondegoto $-2 ; return

LeggiDATAbcf PIR1,SSPIF ; ripulisco il flag di interruptbsf SSPCON2,RCEN ; abilito la modalità di ricezionebtfss PIR1,SSPIF ; controllo se è stato ricevuto il datogoto $-2 ; bsf SSPCON2,ACKEN ; invio il bit di acknowledgebtfsc SSPCON2,ACKEN ; controllo se è stato inviato il bitgoto $-2 ; bsf SSPCON2,PEN ; invio una condizione di Stopbtfsc SSPCON2,PEN ; controllo se è stato inviatogoto $-2 ; movff SSPBUF,DataR ; salvo il dato ricevuto nella RAMbcf SSPCON2,RCEN ; disabilito la modalità di ricezionereturn

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STORIA DI UN RELÈSTORIA DI UN RELÈdi Maurizio Cugola [email protected]

Io: Ma è proprio necessario…?Sig. Galizia: Beh sì ingegnere, serve.Io (dolente): Serve proprio?Sig. Galizia: Purtroppo sì.Io (con una lacrima che cala dall’oc-chio mesto): proprio, proprio?Sig. Galizia (con sadismo): proprio,proprio!Io (fra me e me): Devo scontare dellerobe… me lo sento.

Ma non è finita lì.Uno dei miei grezzotti (www.grezzot-ti.it) mi aveva detto che sapeva dise-gnare bene.Ottimo ho pensato!Ma non era vero niente, solo millanta-to credito.Parlano vanveratim i grezzotti e lodovrei sapere, ma ci casco sempre.Pazienza lo boccerò o gli staccherò ilpiercing a morsi!Così da solo e con il dovuto dolore misono fatto tutto e di più.Eccolo allora il parto di tanto soffrire.

La precisione è una gran cosa… spes-so, non sempre. Ci sono situazioni incui ad esempio si deve mantenere, inuno spazio non piccolo, una tempera-tura ad un certo valore, con precisioni

davvero molto alte. Penso ai forni didiffusione per semiconduttori dove laprecisione di 0.1°C, e anche migliore,è necessaria per temperature oltre i1.000°C. Ce ne sono molti di casicome questo, dove la precisione diqualche parametro fisico è decisiva emolto alta. Tuttavia non è semprecosì. Pensiamo ad esempio ad un con-dizionatore d’aria che sia impostato a25°C. Credete davvero che quella saràla temperatura che avrete ovunquenella vostra casa? Provate anche solocon un semplice termometro digitalea controllare la temperatura in prossi-mità del condizionatore. Vi accorgere-te che facilmente la temperatura saràcompresa fra due valori, uno massimoed uno minimo che ballano attorno alvalore dei 25°C desiderati, con scartianche di qualche grado e non creaproblemi a pensar bene. Provate oraad immaginare un condizionatore cheaccende e spegne appena la tempera-tura varia di uno 0.1°C attorno al valo-re impostato. Un disastro! Sarebbe lìsempre ad accendersi e spegnersi. Ilvostro condizionatore avrebbe vitabreve… credetemi! E questo inoltre cela dice lunga ad esempio sulla validitàdel controllo on off in certi casi.

Ma non è di questo argomento chevoglio parlare, magari in un altro arti-colo. In certi casi più che la precisionedi un valore è richiesto che un qualcheparametro fisico sotto controllo siamantenuto entro due valori, né piùalto che tanto, né più basso che tan-t’altro. Nel caso del condizionatore, ilsensore di temperatura ha una suaisteresi che impedisce il continuo erapido accendersi e spegnersi delmotore. Spesso però l’isteresi nonaiuta e si deve come dire… impostar-la, amplificarla. La ditta Carta da Pacchi s.p.a. miaveva affidato un compito difficile:c’era di tutto dentro quel progetto,microcontrollore, sensori di ogni tipoe diavolerie di ogni genere. Per uno diquei casi che capitano abbastanzararamente mi ero mangiato tutte leporte del microcontrollore e di piùnon potevo cavargli.Successe dunque che mi trovai davan-ti ad un problema insolito.Dovevo ancora pilotare il motore diun compressore e potevo solo aggiun-gere un altro microcontrollore o lavo-rarci intorno in logica cablata o anco-ra passare ad un altro microcontrollo-re più performante. La cosa era trop-

Per quel poco di privacy che è rimasto in circolazione, tutti i nomi delle Ditte citatesono di fantasia. Anzitutto lasciatemi dire del fato, così importante nelle cose chefacciamo. Questo articolo nasce sotto le peggiori stelle che abbia mai visto la mialunga vita. Per motivi che fanno parte delle cose che ciascuno di noi non ama fare,che so lavarsi o mettere la cravatta, io non amo fare master. Sono attrezzatissimo evolendo li potrei ancora fare con i trasferibili come si usava nel giurassico. Oggi usol’Edwin che è un ottimo pacchetto per fare master e che fa anche molte altre cose, dicui presumo non saprò mai nulla e di cui non mi curo affatto.

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HARDWARE 55

po stimolante e ho optato per la logi-ca cablata, soprattutto per rispettare itempi di sviluppo. Insomma progettaiun sottosistema del sistema, ma avul-so dal tutto, una cosa embeddedcome direbbero gli anglosassoni.

IL PROBLEMAMa vediamo meglio il problema.Dovevo pilotare un attuatore a tensio-ne alternata variabile fra i 110 Veff e i380 Veff, che era poi il motore delcompressore. Un sensore di pressionenel serbatoio del compressore miriportava una tensione con andamen-to più o meno lineare rispetto allapressione. Lineare non lo era troppoma almeno era monotona la relazionefra tensione di uscita e pressione.Linearizzarla almeno un poco non erastato un gran lavoro… una resistenzain parallelo. Avrei dovuto poter impo-stare due soglie, una bassa e una altain modo che: se il compressore erascarico si sarebbe messo a funzionarefino alla soglia superiore, si sarebbepoi spento finché la pressione nonfosse calata sotto la soglia inferiore.Per poi riprendere a funzionare cer-cando di raggiungere la soglia alta ecosì nei secoli. Le due soglie dovevanoessere intercambiabili per motivi disemplicità di manutenzione, come adire che se una la mettevo a 2 V e l’al-tra a 3 V funzionava bene, ma se lescambiavo, cioè imponevo alla primauna soglia di 3 V e alla seconda unasoglia invece di 2 V il risultato dovevaessere il medesimo. L’importante erache una delle due fosse a 3 V e l’altraa 2 V insomma. Nella realtà esistevaanche un secondo sensore meccanicopretarato ad una soglia ben superiorea quella del normale funzionamentodella macchina (in figura P3) ed il cuiunico scopo era quello di salvare lamacchina ove mai qualcosa fosseandato storto.Per quello che ricordo era una speciedi pistoncino trattenuto da una mollache apriva una valvola non appena sisuperava una certa pressione. In defi-

nitiva era un inno meccanico alla sfi-ducia nell’elettronica: la valvola dellapentola a pressione faceva aggio sulleraffinatezze elettroniche del caso. Homesso un disegno che dovrebbe illu-strare la cosa, dove in verde avrete lafascia di funzionamento e con P3 hoindicato la soglia d’intervento dellavalvola a pressione.

La figura spero aiuti a capire, l’idea eraquella. Ma lasciamo a bagno mariaqueste cose per un attimo ed occupia-moci invece della parte logica. La logi-ca doveva essere tale da ricordare seera stata superata la soglia alta e con-seguentemente non si doveva accen-dere il motore almeno finché il caloprogressivo di pressione non l’avrebbeportata sotto la soglia bassa. A questopunto il sistema doveva ricordare chesi era andati sotto la pressione disoglia bassa e si doveva far partire ilmotore e mantenerlo in funzionealmeno finché non si fosse superata lasoglia alta… e via così. In quanti statisi poteva trovare il sistema?Evidentemente solo 2 e corrisponden-ti allo stato di uscita dello stesso, per-ché, giratela come volete, o il motorefunzionava oppure no. L’uscita delnostro marchingegno poteva e dove-va essere bassa o alta, cioè motore infunzione o motore spento. Tertiumnon datur, avrebbero detto 2000 annifa. Ho deciso che avrei fatto le coseper bene, analisi, sintesi e tanta spe-ranza di essere pagato. Premettiamoqualcosa, cioè che dal sensore usciva

una tensione che, opportunamentecondizionata, poteva andare da 0 V a5 V nel range di pressione desiderato,debordando un poco sia in alto che inbasso. In altre parole i 5 V corrispon-devano ad un valore maggiore dellapressione di target alta e gli 0 V allapressione di target bassa. Ho confron-tato la tensione di uscita del sensore dipressione con due tensioni, una alta euna bassa, con due tensioni corrispon-denti alla soglia alta e bassa del com-pressore per mezzo di due banalicomparatori alimentati a 5 V. Pertantol’uscita dei comparatori era 0 V o 5 Va seconda che per ognuno si fossesuperata o meno la soglia relativa. Piùdi altre mille parole, è utile osservare ilcircuito e capirete facilmente.

L’ANALISICon Out1 e Out2 ho indicato le dueuscite dei comparatori C1 e C2, conIN ho indicato l’uscita del sensore cheandava agli ingressi non invertenti deidue comparatori. Per inciso se non siha per le mani un comparatore, unqualsiasi amplificatore operazionale vabene ugualmente, almeno in questocaso. Dunque le uscite dei comparato-ri erano due variabili binarie, cioè pas-sibili di soli due stati, (0,1) corrispon-denti in logica positiva appunto aduna tensione prossima allo 0 oppureai famosi 5V. Da qui cominciai a ragio-

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nare sugli stati del sistema. In quantistati si può trovare il sistema? Nonoccorre essere dei geni per capire chequesti stati sono solo due e corrispon-dono al fatto che il motore del com-pressore può funzionare o meno, l’ hogià detto. Quindi due soli stati ed infigura allora potete osservare il dia-gramma degli stati. La cosa va vistacon l’occhio dell’analista che nonguardi per nulla alle cose nella lororealtà, altrimenti salterà evidente unacontraddizione, di cui non dirò per farsoffrire un poco il lettore, che avrà cosìmodo di ragionarci sopra per contosuo e scoprire l’inghippo. Nella secon-da stesura dell’articolo, questa, ho pen-sato che il lettore pagando la rivista laparte sua la aveva già fatta, ergo spiego

l’inghippo. Se supponiamo che X1=0X2=1 corrisponda all’essere sotto allasoglia alta e sopra alla bassa, a cosacorrisponde X1=1 X2=0? All’esseresopra alla soglia alta ma anche sottoalla soglia bassa. Si tratta evidentemen-te solo di una elucubrazione teorica,senza alcun riferimento con la realtà.Ma… c’è un ma. E se io invertissi la fun-zione dei potenziometri?

In tal caso X1=1 X2=0 corrisponde-rebbero adesso allo stare fra le duesoglie, mentre a non avere sensosarebbe la condizione X1=0 X2=1.Esattamente il contrario di prima!In definitiva questo fatto permette diusare indifferentemente uno dei duepotenziometri per impostare la sogliaalta e l’altro potenziometro quellabassa. Il considerare quindi anche ilcaso anomalo sopra citato, mi con-

sentiva di superare il vincolo relativoalla semplicità operativa che voleva,che uno qualunque dei due potenzio-metri fosse quello che decideva unasoglia e l’altro la rimanente.Soddisfazione del lettore (spero) cheha capito il piccolo mistero. Così com’è (e giustamente) diremo che il siste-ma rimane stabilmente nello stato incui si trova solo se entrambe le varia-bili sono ad 1 se siamo nello stato cheho chiamato D (0), mentre commutasolo se le variabili vanno entrambe a0. Esattamente all’opposto ci si ritrovainvece nello stato che ho chiamato S(1). Dal diagramma degli staticostruiamo la mappa di Karnaughdello stato futuro date le variabili diingresso e lo stato presente.

Con Sf indico lo stato futuro e con Spinvece quello presente, il tutto ricava-to dal diagramma degli stati.

Entro le caselle quindi abbiamo ivalori che assumerà lo Stato futu-ro (Sf) in funzione dei valoriassunti dagli ingressi X1, X2 e delvalore dello stato presente.Con Sf (Sf negato) indico la fun-zione negata di Sf.Riporto ora la tabella di not Sfcioè Sf invertito, che è come direnella tabella sopra sostituire tuttigli zeri con degli uno e viceversa.

È preferibile lavorare con questa!

Il mio obiettivo era quello di realizzarela cosa con tutti NAND, non dimenti-chiamocelo. Da questa ultima tabellaricavo facilmente la funzione di not Sf :

da cui con qualche barbatrucco boo-leano che chi lo sa… capirà, e chi no,sopravvivrà comunque:

In figura potete osservare la realizza-zione pratica del tutto, dove con Y hovoluto indicare Sf. L’ultimo inverter èaggiunto appunto perché noi abbia-mo realizzato non Sf, bensì Sf che,appunto negato ci restituisce quantocercavamo, cioè Sf.

LA SOLUZIONEIn figura potete osservare la realiz-zazione completa del tutto, checome potrete notare consiste disolo 2 dicasi 2 miserabili integratidella famosa serie 4000, che costa-no la metà di niente. I due integra-ti sono un 4011, cioè un quadru-plo NAND a due ingressi e un4023 che è ancora un NAND manel package ce ne sono 3 a 3ingressi. Va da sé che qualsiasi altrointegrato, equivalente a questidue, va altrettanto bene.Rimangono liberi ancora un NANDa 3 ingressi e uno a due ingressi dicui non sapevo che fare allora, e dicui anche oggi non saprei che fare.Restano lì... decorativi! Per incisol’ultimo NAND usato come inver-

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Tabella di Sf

X1 X2 00 01 11 10

Sp 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1

Tabella di Sf

X1 X2 00 01 11 10

Sp 0 0 1 1 1

1 0 0 1 0

Sf=X2SfX1SfX1X2

Sf = X1 * X2 + Sp * X1 + Sp * X2

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ter è uno di quelli a tre ingressi soloper comodità di master, guardate ecapirete.

Voglio spiegarvi ora i ragionamentiche ho fatto circa l’inizializzazionedel sistema. È un problema spinosoed altrettanto frequente nelle appa-recchiature elettroniche. Nel miospecifico questo diventava unadomanda semplice: cosa accadràquando darò tensione? I primi istan-ti di funzionamento di una macchi-na elettronica sono sempre critici echi progetta deve fare in modo cheanche in questi istanti non succeda-no cose strane o peggio pericoloseper l’incolumità degli operatori o sequesti non ci sono per la macchinastessa. Chi sa più parole del necessa-rio, direbbe che bisogna salvare lateleologia del sistema in ogni istan-te, che è come dire, che deve sem-pre fare le cose per cui è stato pro-gettato. Chissà perché mi vengonoin mente i Sistemi Operativi dellaMicrosoft, chissà perché…? Nel casospecifico la soluzione era abbastanzasemplice perché si poteva ragione-volmente presumere che, accen-dendo la macchina, la pressione nelserbatoio del compressore fossebassa e questo voleva dire partenzasicura. Ma se la pressione era fra ledue soglie ed interveniva unamicrointerruzione, diciamo roba dapochi secondi, cosa sarebbe succes-

so? Una comportamento imprevedi-bile in teoria, assolutamente identi-co ripetitivo in pratica. Le inevitabili

differenze costruttive avrebbero favo-rito uno dei due stati, certamente.Però… le macchine sarebbero statetante e tutte legate a questa impreve-dibilità che probabilmente avrebbeportato alcune macchine a ripartire amotore acceso ed altre a motorespento. È ovvio che dopo tanto pensa-re la risposta più professionale cheviene in mente ad un onesto progetti-sta è “e chi se ne frega?”. È venuta inmente anche a me, inutile negarlo.

Non causava danni ma solo un males-sere al mio senso dell’ordine. Peròcerte cose disturbano e non ti fannodormire tranquillo, ti perseguitano inauto mentre guidi e perfino mentre faicolazione al bar. Ti mandano di traver-so il cappuccino e la brioches sa diniente. Per farvela breve ho deciso cheavrei salvato lo stato del sistema peralmeno 1 secondo e la cosa in fondoera semplice. Il relè era l’oggetto cheassorbiva di più e funzionava a 12 V eaveva la sua brava alimentazioneseparata, mentre la logica ovviamentefunzionava a 5 V. Ovvio che il relè sisarebbe diseccitato in ogni caso ma infondo la cosa era di poca importanzadal momento che comunque la ten-sione di rete non c’era. Quindi il tuttosi riduceva a salvare per qualche istan-te il funzionamento della parte logicae della parte analogica. Magari potevorinforzare quella parte dell’alimenta-zione… magari sì. Non era male comesoluzione! Ma era un imbroglio dellamente, non la soluzione, e il saporedella brioches me lo diceva. Così pen-sandoci e ripensandoci ho trovato dimeglio. Avrei costretto il sistema aripartire sempre nello stesso modo,sempre dallo stesso stato.

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Osservate le uscite dei due operazio-nali, ho aggiunto per ogni uscitauna resistenza da 100 Kohm e uncondensatorino da 100 nF, insom-ma ritardavo le uscite di qualchecentesimo di secondo, irrilevantedurante il funzionamento normalema decisivo durante le ripartenze ose volete quando ritornava l’elettri-cità. Tenete presente che la resisten-za l’avrei dovuta mettere in ognicaso perché le uscite erano di tipoopen collector. In definitiva era solol’extracosto di due condensatoriniquello che mi riavrebbe dato ilgusto della brioches del mattino.Cosa succedeva dopo aver aggiuntoquegli insignificanti componenti?Succedeva che la parte logica sareb-be andata a guardare gli ingressiprima che questi potessero assume-re i valori che loro competevano eche questi sarebbero stati a zeroentrambi, come a dire che il sistemasi sarebbe portato nella situazionecorrispondente ad X1=0, X2=0, cioèsi sarebbe portato sempre nellostato che ho chiamato D e che com-porta l’accensione del motore. Cosagradita, se si pensa che spesso leinterruzioni brevi sono multiple.Insomma, cercavo di manteneresempre bello pieno il serbatoio, casomai il fornitore di energia quel gior-no avesse deciso che ci si dovevagiocare il regno dei cieli.C’era da mettere il driver ora.Pensavo ad un relè statico o piùbanalmente ad un triac con il suobravo pilotaggio.Questo pensavo io.Però non sempre le cose vannocome dovrebbero!Un tecnico mi informò che era gra-dito un relè e a nulla valsero le mierimostranze.“Vede ne abbiamo a centinaia direlè“ mi disse, “fu un incauto acqui-sto dell’anno scorso e ogni occasio-ne è buona per smaltirne un pò”.Ci attaccai una resistenza e un tran-sistor, ci misi il suo bravo diodo di

snubber e fu relè. Presi i miei soldi emi dimenticai presto di tutto.Oggi a cosa può servire un circuitocosì? Penso esattamente a ciò percui è nato, avendo la possibilità diforare il serbatoio di un compresso-re per il fissaggio almeno del senso-re. Cosa questa che è decisamentefuori dalle mie possibilità. Per incisomi urge far notare che oggi i senso-ri di pressione sono altra cosa, vuoiper la linearità che per la precisione.Sui costi però…è cambiato poco. Èun poco come per i PC, i costi varia-no poco, le performance molto. Cisi guadagna comunque! Ma si capi-sce che il suo utilizzo va ben oltreciò, perché è legato solo ad un sen-sore di qualche cosa e ad un attua-tore. Barattai questo circuito adesempio con una accensione elet-tronica, con un amico patito degliautomatismi veicolari. Lui lo usavain abbinamento con un paio di foto-resistenze che gli consentivano diaccendere e spegnere i fari dell’autoin automatico, senza che una nuvo-letta ve li facesse accendere oppureil faro di un’auto in senso opposto lispegnesse.Per quel che ne so e per il costo dav-vero modesto lo si potrebbe usareper mantenere la pappa dell’ultimonato sempre compresa fra i 25°C e i30°C oppure… beh fate voi, è soloquestione di fantasia ora.

EPILOGOUn paio di anni fa sono stato invita-to ad una di quelle visite a mezzavia fra il conviviale ed il tecnicodalla ditta Fagioli in Scatola s.r.l. Ilresponsabile tecnico mi mostravaorgoglioso tutte le meraviglie delsuo lavorare e dei quattrini di chi celi aveva messi. Fino nei sotterraneisiamo andati e lì in un cantuccio chiti ho visto? La mia macchina chesoffiava asmatica in un condottoche si perdeva nel muro.“Cos’è?” ho chiesto ipocritamente“In buona sostanza solo un com-

pressore” mi ha risposto il collega.“Funziona da anni e rogne non neda, tranne che per un fottutto relèche si rompe sempre”.“Un par di volte all’anno lo dobbia-mo sostituire. Vede quel sacchettoappeso lì, è pieno di relè di ricam-bio”.“Certo è una seccatura” ho com-mentato.“Beh sì, ma quello che non capiscoè come siano stati così sprovvedutida non immaginare che attacca estacca per una macchina che lavora24 ore su 24, 365 giorni l’annopresto o tardi il relè se ne va. Gli siincollano i contatti oppure, sfiam-ma oggi e sfiamma domani, si con-sumano i contatti.Meno male che lo hanno zoccolatoe lo sostituiamo in 10 minutiormai”.“Mi creda, certe cose noi non leavremmo mai fatte” mi disse inmodo complice.“Magari è stato qualche ragazzottodi belle speranze e poca esperien-za” ho commentato condiscenden-te.Quando sono stato solo in macchi-na mi sono acceso una sigaretta eho ripensato a quella storia.“Maurizio, cosa faresti oggi?” miripetevo.“Ce ne metterei due di relè per farlifuori prima!“ mi sono risposto e miè venuto tanto da ridere che non lasmettevo più!

ROBE TECNICHEQuelle che seguono non sono più“la storia” ma sono cose che torna-no utili ai 2 dicansi 2 lettori chevorranno montare il circuito. Chinon è interessato può rilassarsi efare delle meditazioni sull’articolo,sugli stati della macchina, sui com-paratori ecc. ecc. Insomma puòrisparmiarsi questa ultima parte.Quello che ci serve intanto è l’elen-co dei componenti, eccolo, facen-do riferimento alla figura 1.

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Per chi vuole montare il circuito nel-l’articolo c’è lo stampato, anzi ce nesono 2, uno per quelli che usano lebasette presensibilizzate con fotore-sist positivo e uno per coloro chepreferiscono invece quello negativo.Per non avere dei fori metallizzatiche sono sempre un problema per iprototipi, ho dovuto far passaredelle piste fra i piedini degli integra-ti, in altre parole occhio ai corti!Io suggerisco sempre la stagnaturadello stampato. Esistono in com-mercio degli ottimi prodotti cheimmergendo lo stampato lo stagna-no completamente in meno di unminuto, li consiglio.

Ho proprio finito ed è notte.Cosa mi posso fare da mangiare?Una scatoletta di carne e un pomo-doro troppo moscio per sembrarefresco… ma sì vada per la scatolettae il moscio.Tanto non ho altro in frigo!

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ELENCO COMPONENTI

SIGLA VALORE

R1, R2 Res. 100 kΩ

C1, C2 Cond. Ceramico 100 nF

J1 Connettore a 5 poli

U1 4011B

U2 4023B

U3 LM339 o LM2901

P1, P2 Pot. multigiri 10 kΩ

Figura 3Circuito stampato scala 1:1 lato rame (negativo)

Figura 2Circuito stampato scala 1:1 lato rame (positivo)

Figura 1Piano di montaggio

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LA MISURA DELLA PRESSIONE

La misura della pressione è una di quelle cose che più ci collega alla storia della scoperta del peso del-l’atmosfera.

Da quando Torricelli per primo misurò la pesantezza dell’atmosfera che cicirconda, un 350 anni fa, le cose si sa sono cambiate, ma neanche troppose guardo il mio barometro torricelliano a mercurio appeso al muro.Ancora oggi la pressione atmosferica viene indicata in mm di mercurio,che sarà alta se superiore ai classici 760mm e bassa viceversa.Il mercurio è rimasto sempre quello, lo chiamavano argento vivo, ma quel-lo era. La misura dell’altezza della colonna di mercurio invece ora la faccia-mo in millimetri, ai tempi di Torricelli in braccia e dita, ma il concetto èinvariato. Nel giugno del 1644 Torricelli scriveva per la prima volta dellamisura della pressione atmosferica “…questi pieni d'argento vivo (il tubodi vetro colmo di mercurio) poi serratagli con un dito la bocca e rivoltatiin un vaso dove era l'argento vivo C si vedevano votarsi, e non succederniente nel vaso che si votava; il collo però AD restava sempre pieno all'al-tezza d'un braccio, e un quarto, e un dito di più.”E quel braccio e un quarto e un dito erano i nostri 760mm di Hg.Ovviamente gli anglosassoni trasformarono ben presto la cosa in 29.92pollici.Alcune unità di misura nuove tuttavia presero piede in seguito all’interes-se e agli sviluppi che ebbe la tecnologia del vuoto.Così ad esempio il Torr che corrisponde ad un millimetro di mercurio,ancora oggi molto usato nel caso di macchine per il vuoto o comunqueper pressioni basse.Poi con il tempo della pressione si capì di più e si cominciò a misurarladiversamente.La rivoluzione francese la fece da padrone alla fine del 700 e fra le altrecose portò al mondo un nuovo modo di misurare le cose. Venne il c.g.s. (centimetro grammo secondo) e conformemente unanuova definizione di pressione. Si capì che la pressione altro non era senon una forza esercitata su una certa superficie e conseguentemente l’uni-tà di pressione fu quella della forza di un dine per centimetro quadro (oggimicrobar).E’ ovvio che questa ridefinizione toglieva di mezzo le inevitabili variazionidi densità del mercurio alle diverse temperature e quindi una certa incer-tezza nella precisione della misura.Questa cosa non incise affatto negli Stati Uniti, che per la loro posizioneperiferica nel mondo di allora, usarono e usano tuttora il psi ( pound persquare inch, libbre per pollici quadri). Così i nostri 760mmHg divennero1.013 bar (circa mille millibar) da questa parte del mondo e 14.7 psi dal-l’altra. L’importanza geopolitica degli Stati Uniti ha permesso la sopravvi-

venza di questa cosa, con buona pace di tutti gli scienziati europei.Ma la storia non finisce qui, perché al c.g.s. successe l’M.K.S. (metro chilogrammo secondo) e buonultimo l’SI (Sistema Internazionale) che da questo deriva. La pressione divenne la forza di un Newtonsu un metro quadrato e si decise di chiamare questa nuova definizione della pressione Pascal.Così la nostra Atmosfera o se preferite i nostri 760mmHg divennero pari a 101,325 Pascal o 101 e 325mila millipascal o anche 1013 millibar.Le troverete ancora tutte queste cose nel quotidiano, dove qualcuno parlerà ancora di atmosfere o dimm di mercurio o di millibar o persino di psi.Solo per le alte pressioni pare sia invalso l’uso del Pascal…ma non è detta l’ultima !

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L’INTERFACCIA MIDI E ILCOMPOSITORE DELL’ERADIGITALE

L’INTERFACCIA MIDI E ILCOMPOSITORE DELL’ERADIGITALE

seconda partedi Riccardo [email protected]

I MIDIFILES E GLISTANDARD GM E GSOgni strumento musicale MIDIdispone di un proprio personaleset di strumenti (cioè di suoni)disposti secondo una logica defini-ta dal costruttore con criteri pro-pri. I suoni sono contenuti all’inter-no locazioni di memoria che pos-sono essere richiamate per mezzodi un numero. Ad esempio, unostrumento che dispone di 100locazioni di memoria conterrà inciascuna di esse un diverso suonoche il musicista potrà richiamare eusare a suo piacimento assegnan-dolo ad uno specifico canale MIDI. Il musicista potrà quindi procederealla realizzazione di una composi-zione utilizzando sul proprio PC unprogramma che svolge la funzionedi sequencer, con il quale gli saràpossibile registrare tutte le partisonore che formeranno la compo-

sizione completa. Come ricordere-te, il protocollo MIDI non permet-te la trasmissione di suoni ma è

responsabile della sola registrazio-ne e riproduzione di “eventi”, cioèdi comandi che simulano la pres-

L’avvento del protocollo MIDI ha rivoluzionato il mondo degli strumenti musicalielettronici permettendo la realizzazione di una vera e propria rete di collegamento trastrumenti musicali di costruzione e tipologia diversa. Abbiamo già visto in precedenzatutti i vantaggi offerti dall’impiego di un computer e di strumenti MIDI ed oggiaffronteremo due nuovi interessanti argomenti, entrambi con notevoli risvolti pratici:i midifiles e le interfacce MIDI.

Figura 1a Un “expander” che risponde anche allo standard GM

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sione di una certa nota, il richiamodi un certa locazione di memoria(suono), ecc, negli strumenti colle-gati. Ne consegue che se il musici-sta volesse memorizzare la propriacomposizione sul PC, otterrebbeun file con l’insieme di tutti glieventi MIDI che creano il brano.Questo fatto è sicuramente impor-tante, in quanto permette al musi-cista di richiamare sul sequencer leproprie composizioni per poterlepoi eseguire o variare a piacimentomediante gli strumenti collegati. Grazie alla possibilità di associare ilnumero di suono ad ogni tracciaMIDI, il compositore non dovrà faraltro che accendere tutti gli stru-menti e avviare la composizione, inquanto il file MIDI caricato sulsequencer provvederà a ripristinarele impostazioni suono/canale diciascuno strumento utilizzato. Setali informazioni non fossero pre-senti, ad ogni accensione deglistrumenti il musicista dovrebbeassociare manualmente tutti isuoni utilizzati ad ogni canale

MIDI. In pratica dovrebbe ricorda-re, ad esempio, che sul canaleMIDI 1 deve associare il suono diun pianoforte, sul canale MIDI 2quello di un basso, ecc, secondo ilproprio personale criterio utilizzatoper la composizione. Il file MIDIdella composizione risulterà esseredi dimensioni molto contenute epotrà essere facilmente memoriz-zato sul PC. Diversamente, lamemorizzazione della relativacomposizione in formato sonorocomporterebbe la registrazione diun file con enormi dimensioni.Potendo contare su uno studio e sustrumentazione propria, un profes-sionista salverà le proprie composi-zioni sul computer nel formato“MIDI file” e procederà poi allaregistrazione della stessa composi-zione, in formato sonoro, su nastromagnetico digitale o altri supportimusicali. Questa premessa ci haconsentito di introdurre i file MIDI,la loro applicazione di base eanche… il loro limite: se il musici-sta volesse utilizzare il proprio file

all’interno di un altro studio diver-so dal proprio e con strumenti dif-ferenti, non avrebbe la certezza diriuscire a riprodurre lo stesso risul-tato. Si otterrebbe sicuramentel’esecuzione della composizione,ma molto probabilmente questasarebbe eseguita con sonorità dif-ferenti da quelle inizialmenteimpostate: come abbiamo visto, ilfile MIDI memorizza solo gli “even-ti” e il numero di locazione dimemoria del suono abbinato a cia-scun canale; ad esempio, la nostralocazione di memoria n. 15 conte-neva il suono del pianoforte cheabbiamo utilizzato per il canaleMIDI 1. Utilizzando uno strumentodifferente, la locazione di memorian. 15 potrebbe contenere un qual-siasi altro suono impostato dalrelativo costruttore. In sostanza,pur essendoci uniformità nella rice-zione dei dati e nell’esatta esecu-zione del brano, non c’è alcunacorrispondenza nel richiamo deisuoni tra strumenti di costruzionee concezione diversa. Per cercaredi dare ordine a questa realtà epermettere quindi lo scambio didati MIDI in modo funzionale, èstato ideato il General MIDI (GM).Questo standard nasce per stabilirela disposizione dei suoni all’internodi ogni strumento e permetterequindi la corretta riproduzione difile MIDI; lo standard prevede 128suoni e un completo set di percus-

Il lettore floppy-disk permette la lettura dei MIDIfile. Figura 1b

Il simbolo dello standard GM Figura 1c

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sioni formato da 35 strumenti.Grazie all’adozione di questadisposizione comune è quindi pos-sibile creare brani da poter impie-gare su strumenti diversi senzatroppe preoccupazioni; lo stan-dard è particolarmente diffuso instrumenti di livello amatorialedove tale compatibilità diventauna delle caratteristiche predomi-nanti. Questo standard accomunainoltre tutti gli strumenti normal-mente utilizzati dai cantanti emusicisti impegnati nel classico“piano bar”, settore in cui il merca-to delle basi e dei brani su MIDI fileè particolarmente attivo. Ma lo standard GM è seguitoanche da quasi tutte le schedesonore per PC, capaci quindi diriprodurre con successo (e talvoltacon ottima qualità) ogni composi-zione MIDI. Ed è ormai comunepensare ad un “midifile” comemezzo universale per lo scambio ela riproduzione di brani musicali.Successivamente è stato introdottoda un singolo costruttore lo stan-dard GS (General Standard) concui sono stati ampliate le già notepotenzialità del GM. Tuttavia il GSnon ha trovato grande diffusionetra altri costruttori e pur offrendoulteriori vantaggi è rimasto presen-te in prevalenza solo sugli stru-menti di questo unico costruttore.Un’ultima nota riguarda la fedeltàdi riproduzione dei midifile: comegià visto nella scorsa puntata ognistrumento musicale presenta carat-teristiche proprie nella riproduzio-ne di certe sonorità, in base al tipodi costruzione e di “sintesi” impie-gata. Di conseguenza il prodottorisultante dall’esecuzione di unmidifile potrà essere diverso eovviamente più fedele, per sonori-tà e credibilità, in strumenti piùcapaci e potenti.

I CIRCUITI MIDIIl collegamento MIDI utilizza una

trasmissione di tipo seriale, cioè idati vengono inviati in forma disingoli bit, uno dopo l’altro, suun’unica linea di collegamento. Lavelocità di trasmissione è di 31.250bit al secondo. Ogni informazionetrasmessa (ogni byte) è precedutae seguita da un bit di controllo (bitdi start e bit di end) che indicaall’apparecchiatura ricevente l’ini-zio e la fine della trasmissione di

ciascun dato; ogni informazione èquindi composta da 10 bit (bit distart + 8 bit di informazione + bitdi stop) e impiega 0,320 mS perraggiungere l’unità ricevente. Lavelocità di trasmissione è un para-metro molto importante da rispet-tare in quanto da essa dipende lacorretta esecuzione di ognicomando che in molti casi coinci-de con l’emissione di note.

Figura 2 Una classica rete di strumenti collegati in “cascata” per mezzo della porta MIDI Thru

Figura 3Un’interfaccia con più uscite MIDI Out permette di collegare meno strumenti in cascata e ridurrequindi i possibili ritardi nella trasmissione dei dati

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Eventuali piccoli ritardi nella tra-smissione/ricezione dei dati lungola rete MIDI potrebbero comporta-re un ritardo anche nell’esecuzionedi alcune note, da parte degli stru-menti più “lontani” della rete.Per evitare questo inconveniente,che risulterebbe immediatamenterilevabile all’orecchio dell’ascolta-tore, si cerca sempre di evitare ilcollegamento “in cascata” di trop-pi strumenti. Ogni passaggio daMIDI IN a MIDI THRU rallenta sem-pre di un po’ il flusso e per questomotivo e utile disporre di più porte

MIDI OUT: in questo modo leporte MIDI di uscita funzionano inmodo identico (e simultaneo) per-mettendo di spezzare la rete indue, tre o più parti e riducendoquindi la lunghezza delle reti MIDIe diminuendo i possibili ritardi. Ilcircuito che vedremo potrà essereusato proprio come moltiplicatoredi uscite (MIDI Thru Box) o comevera e propria interfaccia MIDI dautilizzare con il proprio PC tramitela porta “Joystick” presente sullascheda sonora. L’elettronica MIDI èpiuttosto semplice e utilizza una

manciata di resistenze, un circuitointegrato logico e un fotoaccop-piatore, quest’ultimo necessarioper separare fisicamente l’ingressodalle uscite ed evitare possibili“loop” e interferenze. I terminalistandard che forniscono i collega-menti dell’interfaccia, sono i classi-ci DIN a 5 poli, i cui terminali ver-ranno utilizzati solo in parte.Esistono diversi schemi d’interfac-cia MIDI e di MIDI Trhu Box, alcu-ni dei quali sono ancora più sem-plici ed economici di quello pre-sentato. Tuttavia, visto il costo irri-sorio dei pochi componenti neces-sari, abbiamo preferito presentarelo schema che garantisce la mag-giore affidabilità e certezza di fun-zionamento. Il principio di funzio-namento del circuito è abbastanzaintuitivo: il segnale MIDI di ingres-so proveniente dall’esterno dell’in-terfaccia arriva al fotoaccoppiatoretramite la porta MIDI IN. Il fotoac-coppiatore separa, tramite il pro-prio circuito ottico interno, ilsegnale ricevuto e lo invia alleporte logiche (NOT - invertenti)che provvederanno ad amplificareil segnale riportandolo allo stato di“bit”. Questo livello logico potràquindi essere inviato al PC o utiliz-zato dalla porta MIDI Thru presen-te sull’interfaccia, per inviare ilsegnale di ingresso appena ricevu-to ad altre unità esterne.Collegando l’interfaccia al PC, l’u-scita proveniente da quest’ultimoverrà anch’essa amplificata con lostesso principio delle 2 porte inver-tenti e quindi inviata alle porte diMIDI Out. Grazie all’impiego di un semplicedeviatore, potremo decidere se uti-lizzare il nostro circuito come com-pleta interfaccia MIDI per PC ocome Trhu Box indipendente. Nelprimo caso disporremo di uningresso, una porta Thru e di dueporte MIDI Out identiche. Un sem-plice “click” sul deviatore, e il cir-

In questo caso il “Midi Trhu Box” moltiplica il numero di uscite Figura 4

Il connettori DIN a 5 poli usati per i collegamenti MIDI Figura 5

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cuito potrà diventare autonomo etrasformarsi in un “moltiplicato-re” di uscite, riproponendo sui 3MIDI Thru il segnale di ingresso.Per eventuali necessità, è possibileinserire un maggior numero diporte MIDI Out/Trhu aggiungen-do in modo abbastanza semplicee intuitivo, ulteriori stadi di uscita

composti da una porta logica edue resistenze. L’unico accorgi-mento importante da considerarenella realizzazione, riguarda il cor-retto collegamento del circuito aidiversi connettori. I connettoriMIDI indicati nello schema sonotutti “femmina”: ne esistono didiversi modelli, in plastica, in

metallo, volanti o da pannello, etutti riportano la numerazione deiloro PIN su almeno uno dei lati.Fate quindi riferimento a questinumeri per individuare esatta-mente i PIN da utilizzare. Per quanto riguarda il collega-mento con il PC, utilizzeremo unconnettore maschio a 15 poli,

Figura 6 Schema circuito IN – trhu – out

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seguendo lo standard utilizzatodalla porta “Joystick” presentesulle schede sonore dei PC.Tramite questo collegamento l’in-terfaccia MIDI sarà in grado dimettere in comunicazione il com-puter con gli strumenti musicali. Idriver per il riconoscimento del-l’interfaccia sono già presenti sulsistema operativo (Windows) esalvo casi particolari il circuitopotrà essere collegato e usatoimmediatamente.Normalmente le apparecchiaturedi una rete MIDI sono posizionateabbastanza vicine tra loro e i cavidi collegamento che si trovano incommercio sono sempre moltocorti (da poche decine di centi-metri a circa 2 metri). Nonostante sia bene rispettare talidistanze, il nostro circuito garanti-

sce la corretta trasmissione deidati anche a distanze più che dop-pie. Nel caso fosse necessario rag-giungere distanze ancora maggio-ri, sarà necessario utilizzare unThru Box almeno ogni 4 metri, inmodo da riamplificare i segnali edare loro la possibilità di esserecorrettamente ricevuti. Vista lasemplicità del circuito i pochicomponenti necessari potrannoessere montati anche su unabasetta multiforo senza compro-mettere la qualità di funziona-mento.I due circuiti integrati potrannoessere collocati su apposito “zoc-colo, mentre per gli altri compo-nenti non saranno necessari parti-colari accorgimenti se non quelligià indicati per i connettori. Perevitare possibili interferenze è

inoltre consigliabile inserire il cir-cuito all’interno di un contenitoremetallico. Il circuito dovrà esserealimentato con una tensione con-tinua di 5 Volt.Buon divertimento!

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L'INTERFACCIA SERIALERS-232L'INTERFACCIA SERIALERS-232di Vincenzo [email protected]

L’INTERFACCIA RS-232 UTILIZZA UN PROTOCOLLOSERIALE DI TIPO ASINCRONOSeriale significa che i bit che costi-tuiscono l’informazione sono tra-smessi uno alla volta su di un solofilo. Questo termine è in generecontrapposto a "parallelo": in que-sto caso i dati sono trasmessi con-temporaneamente su più fili, peresempio 8, 16 o 32.Parlando astrattamente si potreb-be pensare che la trasmissioneseriale sia intrinsecamente piùlenta di quella parallela (su di unfilo possono passare meno infor-mazioni che su 16). In realtà que-sto non è vero in assoluto, soprat-tutto a causa della difficoltà dicontrollare lo skew (disallineamen-to temporale tra i vari segnali) deimolti trasmettitori in un bus paral-lelo, e dipende dalle tecnologieadottate: p.e. in una fibra ottica,in un cavo ethernet, USB oFireWire (tutti standard seriali) leinformazioni transitano ad unavelocità paragonabile a quella diun bus PCI a 32 fili. In questa nota applicativa si parle-rà solo d’interfacce seriali "lente"

cioè gestibili da PC e microcon-trollori "normali". Asincrono significa, in questocontesto, che i dati sono trasmessisenza l’aggiunta di un segnale diclock, cioè di un segnale comuneche permette di sincronizzare latrasmissione con la ricezione;ovviamente sia il trasmettitore cheil ricevitore devono comunqueessere dotati di un clock locale perpoter interpretare i dati. La sincronizzazione dei due clock ènecessaria ed è fatta in corrispon-denza della prima transizione sullalinea dei dati.

LE UNITÀ DI MISURALe unità di misura della velocità ditrasmissione sono essenzialmentedue: il baud ed il bit per secondo(bps o, meno spesso, b/s), spessotrattate erroneamente come sino-nimi. Il baud rate indica il numerodi transizioni al secondo cheavvengono sulla linea; il bps indi-ca, come dice il nome, quanti bital secondo sono trasmessi lungo lalinea. Nel caso di trasmissionebinaria (cioè è presente un livelloalto ed uno basso) le due cose

ovviamente coincidono, da cui laparziale equivalenza dei due ter-mini. Nel caso di trasmissioni a piùlivelli, invece, è possibile trasmet-tere con una sola transizione piùbit: se per esempio posso trasmet-tere otto diversi valori di tensionetra 0 ed 7 volt, con un solo valoredi tensione invio tre bit (0 V = 000,1 V = 001, 2 V = 010…) ed in que-sto caso una trasmissione a 1000baud equivale ad una a 3000 bps.In questa nota parlerò solo disegnali binari trasmessi secondo lostandard RS-232: quindi il baudrate, pari all'inverso della durata diun bit, coincidente numericamen-te con il bps.

HALF-DUPLEX E FULL-DUPLEXLe due parole sono riferiti a sistemicon un solo ricevitore ed un solotrasmettitore, come nel caso di unsistema che utilizza la RS-232.Il primo termine indica che la tra-smissione è bidirezionale ma nonavviene contemporaneamentenelle due direzioni: un dispositivo(ricevitore, listener o Rx) ascolta el’altro (trasmettitore, talkner o Tx)

L'interfaccia seriale RS-232 consente lo scambio di dati tra dispositivi digitali. In que-sto tutorial si illustreranno principalmente le caratteristiche di natura elettrica previstedallo standard con l'obiettivo di fornire le poche informazioni necessarie a progettaredispositivi elettronici che comunicano con un PC attraverso questa porta.

TUTORIAL

TUTORIAL 69

emette segnali. Quando è neces-sario si scambiano i ruoli.La trasmissione full-duplex indicache la trasmissione è bidirezionalee contemporanea. In questo casosono necessari ovviamente due filioppure qualche altro sistema perdistinguere i due messaggi con-temporanei nelle due direzioni. Lostandard RS-232 è full-duplex inquanto è utilizzato un conduttoreseparato per ciascuna direzionedelle informazioni. Il vincolo è ingenere limitato alla necessità chetrasmissione e ricezione abbianolo stesso formato. Se la trasmissio-ne è sempre in un solo verso, siparla di simplex.

COME È FATTO UNSEGNALE RS-232La cosa più semplice per descrive-re un segnale RS-232 è partire conun esempio. Nell’immagine chesegue è visualizzato, in modoidealizzato, cosa appare collegan-do un oscilloscopio ad un filo sucui transita un segnale RS-232 8n2(più avanti verrà spiegata questasigla) a 9600 bps rappresentante ilvalore binario 00110000.L’ampiezza del segnale è caratte-rizzata da un valore "alto" pari acirca +12 V ed un valore "basso"pari a –12 V. Da notare che, nellostandard RS-232 un segnale altorappresenta lo zero logico ed unobasso un uno, come indicato neldisegno e rovesciato rispetto alcomune pensare.

A volte un segnale alto (+12 V,cioè uno zero logico) è indicatocome space ed uno basso (-12 V,uno logico) come mark.Tutte le transizioni appaiono incorrispondenza di multipli di104us (pari ad 1/9600 cioè cia-scun bit dura esattamente l'inver-so del baud rate). La linea si trova inizialmente nellostato di riposo, bassa (nessun datoin transito); la prima transizioneda basso in alto indica l’iniziodella trasmissione (inizia il "bit distart", lungo esattamente 104us).Segue il bit meno significativo(LSB), dopo altri 104 µS il secon-do bit, e così via, per otto volte,fino al bit più significativo (MSB).Da notare che il byte è trasmesso"al contrario", cioè va letto dadestra verso sinistra. Segue infine un periodo di riposodella linea di almeno 208us, cioèdue bit di stop e quindi (eventual-mente) inizia un nuovo pacchettodi bit. Le varianti possibili sono leseguenti:

• Se la trasmissione è più veloce opiù lenta, la distanza tra i frontivaria di conseguenza (p.e. a 1200bps le transizioni avvengono amultipli di 0,833 mS, pari a1/1200).

• Invece di trasmettere 8 bit, neposso trasmettere 6, 7 o anche 9(ma quest’ultima possibilità non èprevista dalle porte seriali dei nor-mali PC).

• Alla fine è possibile aggiungereun bit di parità, descritto piùavanti

• Alla fine la linea rimane nellostato di riposo per almeno 1 o1.5 o 2 bit; notare che, se nonho più nulla da trasmettere, ilriposo è molto più lungo, ovvia-mente. Molti sistemi non posso-no utilizzano 1.5 bit di stop.

In genere il formato del pacchettotrasmesso è indicato da una siglacomposta da numeri e cifre, peresempio 8n1 e 7e2:

• La prima cifra indica quanti bitdi dati sono trasmessi (nei dueesempi 8 e 7).

• La prima lettera il tipo di parità(rispettivamente nessuna edeven-parity).

• La seconda cifra il numero di bitdi stop (rispettivamente 1 e 2).

Tenendo conto che esiste sempreun solo bit di start, un singoloblocco di bit è quindi, per i dueesempi riportati, costituito rispet-tivamente da 10 (1+8+0+1) e 11(1+7+1+2) bit. Da notare che di questi bit solo 8e, rispettivamente, 7 sono effetti-vamente utili. Lo standard origi-nale prevede una velocità fino a20Kbps.Uno standard successivo (RS-562) ha portato il limite a64Kbps lasciando gli altri para-metri elettrici praticamente inva-riati e rendendo quindi i duestandard compatibili a bassavelocità.Nei normali PC le cosiddetteinterfacce seriali RS-232 arrivanoin genere almeno a 115Kbps oanche più: pur essendo formal-mente al di fuori di ogni standardufficiale non si hanno particolariproblemi di interconnessione.Ovviamente sia trasmettitore chericevitore devono accordarsi sul

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modo di trasmettere i dati primadi iniziare la trasmissione.E' importante garantire il rigorosorispetto della durata dei singolibit: infatti non è presente alcunsegnale di clock comune a tra-smettitore e ricevitore e l'unicoelemento di sincronizzazione èdato dal fronte si salita del bit distart. Come linea guida occorreconsiderare che il campionamentoin ricezione è effettuato di normaal centro di ciascun bit: l'erroremassimo ammesso è quindi parialla durata di mezzo bit (circa il5% della frequenza di clock, consi-derando che anche il decimo bitdeve essere correttamente sincro-nizzato).Naturalmente questo limite nontiene conto della possibile difficol-tà di riconoscere con precisione ilfronte del bit di start (soprattuttosu grandi distanze ed in ambienterumoroso) e della presenza diinterferenze intersimboliche tra bitadiacenti: per questo spesso siconsiglia caldamente di usare unclock con una precisione miglioredell'1% imponendo di fatto l'usodi oscillatori a quarzo.

IL BIT DI PARITÀOltre ai bit dei dati (in numerovariabile tra 5 ed 8) viene inseritoun bit di parità (opzionale) perverificare la correttezza del datoricevuto. Esistono cinque tipi diparità:

• None: nessun tipo di parità, cioènessun bit aggiunto.

• Pari (even): il numero di mark(incluso il bit di parità) è semprepari.

• Dispari (odd): il numero di mark(incluso il bit di parità) è sempredispari.

• Mark: il bit di parità vale sempremark.

• Space: il bit di parità vale sem-pre space.

I PARAMETRIELETTRICI RS-232La tensione di uscita ad un tra-smettitore RS-232 deve esserecompresa in valore assoluto tra 5 Ve 25 V (quest'ultimo valore ridottoa 13 V in alcune revisioni dellostandard). A volte le tensioni inuscita sono intenzionalmentediminuite a +/- 6 V anziché 12 Vper permettere minori emissioniEMC, peraltro sempre critiche, efavorire maggiori velocità di tra-smissione.Il ricevitore deve funzionare cor-rettamente con tensioni di ingres-so comprese, sempre in modulo,tra i 3 V ed i 25 V. molti ricevitoricommerciali considerano sempli-cemente una tensione di soglia alvalore di +2 V (sopra viene ricono-sciuto un segnale alto, sotto unobasso) anche se ciò non è piena-mente aderente alla norme.L’impedenza di uscita deve in ognisituazione essere maggiore di 300ohm (anche a dispositivo spento).L’impedenza di ingresso deveessere compresa tra i 3 ed i 7kohm . La corrente prelevabile inuscita mantenendo i corretti valorilogici deve essere di almeno di1.6mA (in genere però è maggio-re di quasi un ordine di grandezza)e nel caso di corto circuito deveessere minore di 100mA.Infine lo slew-rate (cioè la penden-za del grafico del segnale nel pas-sare da 1 a 0 o viceversa) deveessere minore di 30V/us per evita-re eccessive emissioni elettroma-gnetiche.

COME COLLEGAREUNA PORTA TTL O CMOSALLA RS-232In genere i segnali utilizzati daisistemi digitali variano tra 0 e 5 Ve non sono quindi direttamentecompatibili con la standard RS-232. In commercio esistono appo-siti traslatori di livello che hanno il

compito di fornire sia in trasmis-sione che in ricezione gli opportu-ni livelli pur non modificando laforma del segnale trasmesso.Alcuni integrati (per esempio iclassici 1488 e 1489, rispettiva-mente un trasmettitore ed un rice-vitore, ambedue a quattro canali)sono molto usati in sistemi in cui èpresente (oltre all'alimentazionelogica di 5 V o 3.3 V ) un'alimen-tazione duale a +/-12 V. Questo integrato, come pratica-mente tutti i circuiti di questotipo, contiene un inverter per cia-scun canale e quindi nel segnalein uscita o in ingresso uno zerologico appare come 0 volt, cioè inquella che a molti sembra essere larappresentazione ovvia dei segnalidigitali. L'uso di questi integrati èsemplice ma non è sempre attua-bile a causa della necessità didisporre di tre alimentazioni: sipensi per esempio alle apparec-chiature alimentate a batteria.Il MAX232 (ed integrati simili, fattida un po' tutti i produttori disemiconduttori) è un circuito inte-grato che permette il collegamen-to tra logica TTL o CMOS a 5 V ele tensioni RS-232, partendo soloda un'alimentazione a 5 V.Per ottenere la tensione positiva enegative necessarie per il funzio-namento dell'integrato è usatauna configurazione a pompa dicarica, costituito da circuiti interniall'integrato e quattro condensa-tori esterni di circa 1 µF. La capacità effettiva dipende daltipo d’integrato e dalla relativa fre-quenza di commutazione; a volte icondensatori sono presenti all'in-terno dell'integrato stesso.Sono disponibili anche integratiche richiedono un'alimentazionedi solo 3.3 V (p.e. il MAX3232).La sezione ricevente del MAX232 ècostituita da due porte invertentiche accettano in ingresso una ten-sione di +/- 12 V (o altra tensione

TUTORIAL

TUTORIAL 71

compatibile allo standard RS-232)ed in uscita hanno un segnale TTLcompatibile. La sezione trasmit-tente ha due driver con in ingres-so TTL compatibile ed in uscita undriver capace di erogare a vuotouna tensione di poco meno di +/-10 V, compatibile con lo standardRS-232.

UN CIRCUITO A POMPADI CARICAPer ricavare le tensioni positive enegative necessarie per garantire ilivelli richiesti dalla RS-232 è prati-ca comune utilizzare un duplicato-re ed un invertitore di tensione apompa di carica.

Le figure A e B mostrano comeviene ottenuto il raddoppio dellatensione. Una immagine cherende l'idea è quella di un conteni-tore (C2) che preleva acqua dauna fonte e la riversa in un secon-do contenitore (C1) posto a mag-giore altezza. Più in dettaglio:

• Inizialmente il condensatore C2viene connesso tra massa e Vcc;quindi la corrente (in blu) caricaC2 alla tensione di alimentazio-ne (in giallo).

• C2 viene successivamente con-nesso tra Vcc ed un secondocondensatore C1; La tensione aicapi di C1 deve essere ugualealla somma di Vcc e quindi C2 si

scarica verso C1, che aumenta lapropria tensione rispetto amassa.

• Il processo è ripetuto fino aquando la tensione ai capi di C1è uguale a 2Vcc: in questo casoinfatti C2 non si scarica più.

Analogamente le figure C e Dmostra l'inversione di tensione:

• Inizialmente C2 è caricato allatensione d’alimentazione (maga-ri, come nel disegno da 2Vcc,ricavata con il precedente circui-to)

• Quindi C2 è connesso tra massae C1 avendo cura di invertire le

polarità. In questo modo C1 sicarica a -2Vcc

Il limite dei circuiti a pompa dicarica è la limitata quantità di cor-

rente disponibile (infatti se prelevocorrente da C1 questo tende ascaricarsi, facendo scendere la ten-sione); nel circuito integrati gene-ralmente all'interni dei driver perRS-232 la corrente disponibile è diqualche mA sufficiente al solo fun-zionamento del driver stesso.

LA PIEDINATURA DEL CONNETTORE RS-232 DEL PCSono disponibili sul PC due tipi diconnettori RS-232: DB9 (nove pin)e DB25 (25 pin, il connettore ori-ginale e presente solo sui PC piùvecchi); ambedue i connettorisono maschi e praticamente iden-tici dal punto di vista funzionale

anche se non coincidente conquello proposto dallo standardufficiale. Nell'immagine in bassosono visualizzati i due tipi di con-nettori utilizzati sui PC di vecchia

TUTORIAL

TUTORIAL72

generazione. Quello in alto è rela-tivo alla porta parallela. Di seguitola tabella con indicati i nomi deisegnali, il numero dei pin e la dire-zione del segnale (O = uscita dalPC).Non ho riportato un disegno delloschema per un semplice motivo:in genere crea solo problemi inter-pretativi in particolare se non èspecificato se si tratta del connet-tore maschio o di quello femminae se la vista è dal lato connettore odal lato dei pin. Molto meglio leg-gere i numeri sempre riportati sulconnettore plastico. Una nota:quello usato dal PC non è il con-nettore previsto ufficialmentedallo standard che assegna unafunzione a tutti e 25 i pin del con-nettore DB25.

PERCHÉ TANTI FILI?In teoria per ricevere e trasmettereun segnale RS-232 bastano tre fili:ricezione, trasmissione e massa.Spesso lo è anche in pratica.Gli altri fili (spesso opzionali, madipende dall’applicazione) servo-

no per il cosiddetto handshake traPC e periferica (o tra PC e PC) cioèper sincronizzare in hardware lacomunicazione.Sono presenti due coppie di fili:

• RTS/CTS: quando il PC inizia latrasmissione pone RTS alto, laperiferica risponde quandopronta ponendo CTS alto. Perinterrompere la trasmissione laperiferica pone CTS basso.

• DTR/DSR: Quando il PC è colle-gato per la prima volta, ponealto DTR. La periferica rispondeponendo alto DSR.

Purtroppo questo modo di proce-dere ha un’infinità di variazioni. Laparola d’ordine è: arrangiarsi pertentativi. Un uso alternativo deipin RTS e DTR è l'utilizzo comefonte di alimentazione del disposi-tivo collegato alla porta serialestessa. L'esempio classico è ilmouse seriale ma nulla impediscedi collegare un microcontrolloregenerico o qualche altro circuito.Unico ed importante limite è la

corrente erogata, visto che questipin non sono pensati per questouso: è opportuno limitarsi ad unpaio di mA anche se molti PC (manon i portatili) permettono di arri-vare tranquillamente a 10mA oanche più. Attenzione che è unasorgente non regolata.

UARTGli UART integrati che permettonodi trasformate il segnale paralleloproveniente dal processore insegnale seriale. In genere vengonogestite dall'hardware tutte le fun-zioni a basso livello necessarie(inserimento dei bit di start e distop, generazione o riconoscimen-to del bit di parità, generazione diinterrupt) e spesso è presente unbuffer FIFO che permette di rice-vere ed inviare dati anche quandola CPU è impegnata. La descrizio-ne di una UART va oltre gli scopi diquesto tutorial: vi rimando quindiad altre risorse disponibili in rete.A volte, usando microcontrollori,questa funzione viene svolta insoftware anche se spesso in questomodo non si superano i 9600bps.

RISORSE IN RETEUn tutorial sulla RS-232 veramentecompleto e ben fatto è quello diCraig Peacock disponibile sul sitohttp://www.beyondlogic.org, doveviene affrontato in particolare l'usodella UART del personal computer. I siti dei produttori di componentielettronici presentano i fogli tecnicicon tutte le informazioni relative ailoro prodotti per l'interfaccia RS-232,a solo titolo di esempio cito:

• http://www.ti.com • http://www.maxim-ic.com• http:// www.national.com

TUTORIAL

SIGLA 25 PIN 9 PIN IN/OUT NOME

TxD 2 3 O Dati trasmessi

RxD 3 2 I Dati ricevuti

RTS 4 7 O Request To Send

CTS 5 8 I Clear To Send

DTR 20 4 O Data Terminal Ready

DSR 6 6 I Data Set Ready

RI 22 9 I Ring Indicator

DCD 8 1 I Data Carrier Detect

GND 7 5 - Massa

- - 1 - Terra

Electronic shop 16

Amplificatore TVcanale H2 600 mW

Preamplificatore per1240 MHz da18 DB/NF 1,2 DB

Le Fuori serie

MHz74

AMPLIFICATORE TVCANALE H2 600 mWAMPLIFICATORE TVCANALE H2 600 mWdi Marco [email protected]

I moduli pre-montati SMD, dispo-nibili sul mercato, abbraccianocampi dell’elettronica sempre piùvari; inizialmente confinati al set-tore dei radiocomandi e della tra-smissione dati, questi dispositivi sisono recentemente rivolti anchealla trasmissione video, soprattut-to grazie alle realizzazioni dell’ita-liana AUREL.Il modulatore video TX-AV, ope-rante sul canale VHF H2 (portantevideo 224,25 Mhz) con potenza di2 mW, e l’amplificatore lineareMCA funzionante in classe A conpotenza di 80 mW, consentonoanche ai meno esperti, la costru-zione di trasmettitori audio-videodi elevata qualità.Se la potenza di 80 mW apparepiù che sufficiente per trasmissionivia cavo a circuito chiuso o viaetere nel raggio di 200-300 metri,le trasmissioni via etere a distanzesuperiori, richiedono una potenzain antenna più elevata, ottenibilecol piccolo amplificatore di segui-to descritto.

L’AMPLIFICATOREE’ un amplificatore accordato,costruito attorno ad un unico tran-sistor 2N3866, con polarizzazionedi base affidata allo stesso segnale

in ingresso. L’”effetto volano”dato dall’induttanza della bobinaL2, garantisce ugualmente un’ele-vata linearità senza far rimpiange-re l’adozione di una polarizzazionein classe A.I compensatori CV1-CV2 consen-tono di adattare l’impedenza d’in-gresso a quella di 50 Ω, caratteri-stica del lineare MCA, mentre CV3e CV4 provvedono ad adattarel’impedenza di pochi Ohm, pre-

sente sul collettore di TR1, a quel-la più alta (75 Ω) di cavo ed anten-na. La potenza dichiarata si ottie-ne alimentando l’amplificatorecon 15 V, tensione prelevabile dalpiccolo alimentatore stabilizzatoqui proposto, mentre l’assorbi-mento del circuito non supera i 65mA.

COSTRUZIONE E TARATURARealizzato il circuito stampato, il

Aumentiamo a circa 600 mW la potenza dei trasmettitori TV equipaggiati con lanota coppia di moduli miniaturizzati, TX-AV ed MCA, prodotti dall’Italiana AUREL,costruendo anche un’antenna trasmittente a dipolo aperto.

MHz

Foto 1 L’amplificatore montato ed inserito nel contenitore

MHz 75

montaggio dei componenti, tuttidi facile reperibilità, non pone par-ticolari problemi. Due le bobineda realizzare, entrambe con filoargentato da 1 mm, facilmentericavabile dal conduttore centraledi un cavo coassiale TV. Per L1dovremo avvolgere 2 spire in ariasu diametro 5,5 mm, distendendopoi le spire fino ad ottenere unabobina lunga 5 mm, mentre L2 sicompone di 5 spire avvolte in ariasu diametro 5,5 mm, successiva-mente spaziate per ottenere unabobina lunga 17 mm.Come per altri montaggi RF,occorre inserire il modulo cosìottenuto all’interno di un conteni-tore metallico servendoci didistanziatori di plastica; la massa

MHz

Figura 1Schema elettrico, circuito stampato (lato rame, scala 1:1)

e disposizione dei componenti dell’amplificatore

ELENCO COMPONENTIAMPLIFICATORE

SIGLA VALORE

R1 Res. 100 Ω 1/2 W

R2 Res. 10 Ω 1/2 W

R3 Res. 10 Ω 1/2 W

R4 Res. 1,8 Ω 1/2 W

C1 Cond. ceramico 10 kpF



C4 Cond. elettr. 330 mF 25 Vl

C5 Cond. cer. 100 kpF 50 Vl

CV1 Compensatore 10/60 pF




J1 VK200

J2 VK200

DL1 LED 3 mm

TR1Transistor 2N3866 (con dissipatore)

L1 Vedi testo

L2 Vedi testo

del circuito stampato deve toccarequella del contenitore solo in cor-rispondenza del connettore diingresso SO239 e della presa coas-siale d’antenna, accorgimentoutile nelle VHF per evitare che la

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Figura 2Schema elettrico, circuito stampato (lato rame, scala 1:1) e disposizione dei componentidel carico sonda necessario per la taratura dell’amplificatore

ELENCO COMPONENTI SONDA RF

SIGLA VALORE

R1 Res. 150 Ω 2 W

R2 Res. 150 Ω 2 W


C2 Cond. ceramico 4.7 kpF


C4 Cond. ceramico 4.7 kpF

J1 VK200

DG1 AA 117 o similare

MHz 77

radiofrequenza in uscita possa tor-nare verso l’ingresso.Sul coperchio occorre praticarequattro fori in corrispondenza deicompensatori, la cui taratura fina-le va eseguita a contenitore chiu-so. Il pilotaggio richiede l’utilizzodi un trasmettitore equipaggiatocon i sopraccitati moduli SMD;personalmente ho utilizzato il KITGPE mod. MK3530 (foto 4), pre-sentato su Fare Elettronica 204(Giugno 2002), collegandoloall’amplificatore tramite un cortocavetto RG174 a 50 Ω.Per eseguire la taratura è necessa-rio costruire il carico sonda a 75 Ωqui proposto e disporre di un nor-male multimetro analogico o digi-tale da porre in portata 10 V fondoscala.Alimentato il circuito, si ruotinolentamente con un giravite di pla-stica i quattro compensatori in

MHz

Figura 3Schema elettrico, circuito stampato (lato rame, scala 1:1) e disposizione dei

componenti dell’alimentatore

Figura 4Disegno meccanico dell’antenna

ELENCO COMPONENTIALIMENTATORE

SIGLA VALORE

R1 Res. 1,8 kΩ 1/2 W





DL1 LED 3 mm

B1 LM7815

T1 Trasformatore 18 V - 300 mA

MHz78

funzione della massima letturasullo strumento, che dovrà esseredell’ordine di 8 V; considerata la

caduta di tensione introdotta dallasonda, tale valore corrisponde aduna potenza RF di circa 600 mW.

ANTENNA E COLLAUDOTarata l’uscita del nostro amplificato-re su un’impedenza di 75 Ω, dovre-mo disporre di un’antenna trasmit-tente con la medesima impedenza. Iltentativo di utilizzare in trasmissione

una normale 6 elementi Fracarro perricezione, ha dato risultati assai delu-denti; da qui la scelta di realizzare

un’antenna a dipolo aperto da 1/2 λ.Questa configurazione, rispetto aldipolo chiuso (300 Ω), presenta giàl’impedenza di 75 Ω richiesta ed uncomportamento semidirettivo, irra-diando soprattutto di piatto ed assaimeno con le estremità (foto 5).Qualora si desideri irradiare solo a180 gradi, potremo porre dietro aldipolo un rettangolo di rete metallica

come visibile in foto 5. Per il cavo didiscesa conviene utilizzare un satelli-tare di buona qualità, da tenere il piùpossibile corto, mentre in ricezionepotremo servirci delle normali anten-ne logaritmiche (guadagno medio +9 dB).Vi ricordo di porre le antenne trasmit-tenti e riceventi entrambe in orizzon-tale od in verticale.Durante la trasmissione è inevitabileche, tramite i cavi di segnale, partedella radiofrequenza raggiunga gliapparati utilizzati come sorgentevideo; a riguardo sconsiglio di modu-lare il TX tramite le videocamere, chei ritorni RF possono facilmente dan-neggiare con i conseguenti onerosicosti di riparazione. Le prove di tra-smissione hanno confermato quantosi poteva supporre: nelle VHF inassenza di ostacoli quali edifici, rilievimontuosi, vegetazione ed impedi-menti metallici in genere, si possonocoprire distanze notevoli anche conpotenze così piccole; il segnale infattiè risultato ancora ricevibile a distanzadi 15 Km, mentre la portata si riducedrasticamente quando le condizionioperative non sono favorevoli comequelle sopra citate. In ogni caso l’am-plificazione non ha comportato alcundegrado sensibile nella qualità delleimmagini trasmesse.Ricordo infine che, per la frequenzautilizzata, l’utilizzo del dispositivo quipresentato dovrà limitarsi a breviesperienze a carattere didattico-speri-mentale.

MHz

Foto 4 Il trasmettitore audio-video MK3530

Foto 5 L’antenna realizzata per questo progetto

Electronic shop 17


È possibile scaricare dal sito di fareelettronica l’articolo completo, informato PDF (Adobe Acrobat), del“Trasmettitore audio-video a 224MHz (MK3530)”, al quale questoprogetto fa riferimento.

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PARABOLE E SATELLITIC. PerrettaCenni storici sui satelliti. Parametri operativi deisatelliti. Mappa di copertura e tipi di fasci.Allocazione delle frequenze. Polarizzazione delsegnale e tipologia dei “transponder”. La strutturadelle parabole. Le componenti degli impianti satel-litari. Tipi di antenne. I ricevitori satellitari. Sintoniadei canali e parametri di ricezione. Puntamento efissaggio della parabola. Pagine 198

cod. 3350 Euro 20,00

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PREAMPLIFICATORE PER 1240MHz DA 18 DB/NF 1,2 DBPREAMPLIFICATORE PER 1240MHz DA 18 DB/NF 1,2 DBdi Giuseppe [email protected]

Anche in questo progetto “il fai date” è alla base di chi ama mettersialla prova. Confrontato con altripreamplificatori disponibili in com-mercio, e con costi purtroppo, avolte non proponobili per le nostretasche, per le qualità e le prestazio-ni è di sicura e indubbia competiti-vità. In questi casi, l’autocostrutto-re riesce sempre a soddisfare quellelacune che rendono professionale ilproprio apparato ATV, ma soprat-tutto migliora la definizione invideo del segnale che a volte arrivapuntinato o non ben definito sulmonitor e necessita di un aumentodi segnale per la migliore qualitàdelle immagini stesse.

SCHEMA ELETTRICOE DESCRIZIONE DEL CIRCUITOIl circuito si presenta semplice aprima vista, ma analizzato parteper parte svela tutte le sue peculia-rità e caratteristiche.È formato da un FET MGF1302 osimilare, che ha un guadagnomolto elevato. La resistenza convalore di 82 Ω con il suo condensa-

tore che fuga a massa il segnale,determina la limitazione del guada-gno intorno al suo valore tipico danoi presentato intorno ai 18 dB.Non meno importante, è il filtro a“T” in ingresso che forma un passaalto ed è regolato per abbattere lefrequenze minori di 950 MHz, ren-dendo mute le frequenze minori

dove cellulari e bande televisive lafanno da padrone.Grazie al filtro e alla tipologia delcircuito il preamplificatore ha unacaratteristica unica e uno slanciosulla dinamica superiore a quellicommerciali, mantenendo il rap-porto segnale rumore molto bassoe competitivo di qualità rispetto ad

Per gli appassionati di ATV, non può mancare anche questo semplice, piccolo, maimportante preamplificatore, che migliora la qualità della ricezione soprattutto seabbinato al ricevitore. In lcuni casi abbiamo appurato un miglioramento anche nellaricezione. È indicato non solo per i segnali provenienti da ponti ripetitori con distanzenotevoli o con segnali appena sufficienti, ma per le emissioni in diretta con eccitatorio trasmettitori di piccola emissione. A questo proposito potete andare a rivederel’eccitatore presentato qualche mese fa, da 800 mW sempre su questa rivista.

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altri preamplificatori dello stessogenere. Anche l’alimentazionediretta o via cavo permette unaflessibilità d’impiego alla portata diqualsiasi tipo utilizzo. Oltre alla suapraticità, grazie alla sua semplicitàe all’utilizzo del 78L05 che con icondensatori di filtro porta al FETuna tensione voluta priva di riple erumori indesiderati, inoltre R1 da39 Ω migliora ulteriormente la sta-bilità ed il guadagno tra il suorce ela massa del FET raggiungendo ilvalore di 18 dB. Come già ho

accennato in articoli precedenti, iricevitori satellitari mal si prestanoad essere collegati direttamenteall’antenna per due ragioni:

• pessima sensibilità (NF tipico = 10dB)

• pessima tenutaall’intermodulazione

A questi due inconvenienti si rime-dia facilmente con l’utilizzo di unpreamplificatore che non sia abanda troppo larga ed a basso

rumore. Il preamplificatore che quidescrivo non ha la pretesa di essereil meglio, esistono infatti preampli-ficatore con noise figure molto piùbassi, ma con rumore da 0,4 dBnon interessano, in quanto, per iltraffico ATV una cifra di rumoretotale (preamplificatore + ricevito-re) inferiore a 2 dB è consona aquesto tipo di emissione.Questa realizzazione presenta iseguenti vantaggi:

• costo dei componenti limitato(circa 15 €)

• dimensioni minime• facile reperibilità di tutti i compo-

nenti• assenza di circuito stampato in

teflon• ottima stabilità

Il guadagno, di 18 dB, è più chesufficiente per trascinare i 10 dB diNF del tuner SAT sotto i 2 dB.Preamplificatori con guadagno piùelevato sono controproducenti inquanto il maggior rumore che rag-giunge il discriminatore FM a PLLpeggiora la ricezione dei segnalideboli. Sono stato confortato inmerito a quanto appena scritto leg-gendo una relazione di un OMolandese ed ho ottenuto un riscon-

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tro pratico interponendo un atte-nuatore variabile fra un preamplifi-catore da 30 dB di guadagno (il“no-tune” di ON1BPS descritto suRR 4/96 alle pag. 78, 79, 80) ed unricevitore con gruppo PhilipsSF212.Ebbene, sintonizzandomi su unsegnale molto debole ed attenuan-do 15 dB il rapporto segnalevideo/rumore migliora drastica-mente.Lo schema di questa realizzazioneè stato ripreso dalla rivista VHFCommunications 4/90.L’ingresso è costituito da una lineadi ottone lunga 24 mm e diametro6 mm, sintonizzata con una viteche funge da condensatore. Questasoluzione d’ingresso ha un com-

portamento “passa-alto” e contri-buisce ad attenuare i segnali TV,fortissimi in bande IV e V, chefarebbero intermodulare il pream-plificatore o il tuner che segue.Il fianco a frequenze basse dellacurva di risposta è ripido mentrequello a frequenze alte scende dol-cemente, il guadagno a 1300 MHzè ancora di circa 13 dB e quindi ilpreamplificatore può essere even-tualmente utilizzabile anche per iltraffico SSB o FM a 1296 MHz.Il circuito di uscita caricato con 82ohm per conferire stabilità ed offri-re una impedenza molto prossimaai 50 ohm.Per la teoria rimando all’articolooriginale che è molto ben fatto edesplicativo. La mia realizzazione

meccanica è molto semplificatarispetto a quella descritta su VHFCommunications, in quanto tutto èmontato in un contenitore Tekomod. 453 (29 X 48 X 17 mm), ilconnettore di ingresso può essereindifferentemente SMA, BNC, Foppure eliminato, entrando diret-tamente con un cavetto in teflondel diametro di 2,5 mm (RG316). L’uscita è diretta utilizzando uncavetto simile a quello di ingresso,il condensatore di sintonia è costi-tuito da una vite che offre il vantag-gio di Q alto e costo zero.I condensatori C2 e C4 sono ricava-ti spezzando in due col tronchesinoun trapezioidale da 1000 pF (nonper economia ma per avere dimen-sioni più contenute!).

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PROCEDIMENTO DI MONTAGGIO• Praticare tutti i fori.• Montare il connettore di ingres-

so, dado da 5 MA, condensatorepassante, regolatore 5 V (78L05)appoggiato su due condensatoritrapezoidali da 1000 pF.

• Montare la parete di schermo,costituita da fiberglass a singola oa doppia faccia (su questa piastri-na saranno stati precedentemen-te saldati i tre condensatori da500 pF e praticato il foro da 2mm per il passaggio del gate,avendo cura di svasarlo afficnhè ilterminale del dispositivo non toc-chi massa).

• Dopo averlo saldato la piastrinadi schermo da entrambi i lati,montare la linea di risonanza etutti gli altri componenti, tranneil GaAsFET. La resistenza di 82ohm è saldata inclinata in mododa concidere con il terminaledrain del dispositivo.

• Il GaAsFET è montato per ultimoutilizzando possibilmente un sal-datore a gas, con tutte le precau-zioni del caso.

TARATURA• Collegare l’ingresso del preampli-

ficatore all’antenna e l’uscita diquesto al ricevitore, dare tensionee ruotare il trimmer R1 in mododa misurare tra massa ed il termi-nale del passante capacitativo latensione di 3,2 V. Così facendo lacorrente Id è di 18 mA.

• Con l’aiuto di un corrispondente,farsi trasmettere un segnale debo-le oppure interporre un attenua-tore variabile tra antenna epreamplificatore, così da simulareun segnale video “frusciato”, poiruotare la vite da 5 MA (ovverovariare C9) verso la linea delrisuonatore per ottenere il migliorrapporto segnale/disturbo. A que-sto punto la taratura è ultimata.

Tenere presente che il coperchiettonon è necessario: se lo si mette inun secondo tempo, dopo la taratu-ra, la frequenza tende a salire leg-germente ed allora occorre riac-cordare C9. Se avete messo ilcoperchietto è necessario saldarlobene in corrispondenza della cavi-tà di ingresso.

RISULTATISenza il preamplificatore l’uso delricevitore satellitare (in zone ad altadensità RF come Milano) è impossi-bile, ruotando la sintonia è un sus-seguirsi continuo di disturbi inesi-stenti provocati dall’intermodula-zione di ampi segnali televisivi inbande IV e V.La sensibilità aumenta in modosignificativo, indicativamente di 6dB: dove per avere un segnale conun certo rapporto segnale/disturbooccorrono, diciamo, 10 µV, inse-rendo il preamplificatore, per otte-nere la stessa qualità di immagine,bastano 5 µV.

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ELENCO COMPONENTI

SIGLA VALORE

R139Ω SMD o 1/4W tarare laresistenza da 100 Ω per unacorrente di 17÷20 mar. 03

3 82Ω SMD o 1/4W

R3 100Ω SMD o 1/4W

C1 1pF SMD o ceramico

C2-C4 500pF vedi testo



C6 condensatore 500pF

C5 2,5pF SMD o ceramico


C8-C9 1µF 25V SMD elettrolitico

L1 ø 6mm-h = 24mm (ottone)

L2 5 nH (1 spira su ø 3mm)

JAFimpedenza blocco RFo passaggio CC

Q1 integrato 78L05

Q2 MGF 1302 o simili

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di Carlo [email protected]

Il desiderio di possedere oggettipersonalizzati, e quindi esclusivi, èda sempre insito nel carattereumano ed è particolarmente evi-dente presso i popoli più bene-stanti dove un certo grado di libe-razione dal bisogno spinge le per-sone ad acquistare le cose sullabase del marchio che esse portanoe non per le loro qualità materiali.Questo fenomeno ha perciò dasempre interessato tutti i settoricommerciali e da esso non potevarestare escluso l’apparecchioradio; anzi proprio per la necessi-tà di integrarsi con l’arredamentodella casa che questo apparecchioaveva, spingeva molti acquirentiad inserirlo in contenitori diversida quelli di origine.Per tutti gli anni ’20 e ’30 il feno-meno della personalizzazione fu,almeno in Italia, riservato ai cetipiù abbienti e perciò quantitativa-mente limitato. Il boom delle per-sonalizzazioni per i radio ricevitoriebbe da noi inizio nell’immediatodopoguerra e si estinse verso lafine degli anni’ 50 quando la dif-fusione di altri status symbol, edin particolare dell’automobile,spinse il pubblico a desiderarealtri oggetti come indicatori dellapropria posizione sociale.Il quindicennio che va dal 1945 al

1960 vide il fiorire di innumerevo-li aziende specializzate nellacostruzione di mobili per apparec-chi radio “fuoriserie” che veniva-no venduti ai vari rivenditori gran-di e piccoli I quail li proponevanoai propri clienti in modo che chi lodesiderava poteva disporre di unapparecchio, almeno estetica-mente, diverso da quello del vici-no di casa. La produzione di que-sti mobili fu così vasta e diffusache è praticamente impossibilesapere quante ditte vi si dedicaro-no e quanti tipi ne furono prodot-

ti, anche se un pò tutte le produ-zioni si somigliavano. Per consentire ai nostri lettori,alcuni dei quail ci hanno chiestonotizie su apparecchi di variemarche trovati con mobili diversida quelli originali, di farsi una ideadi questa produzione riproducia-mo il catalogo di uno dei mag-giori fabbricanti dell’epoca.

Quando sentiamo parlare di fuoriserie d’istinto pensiamo ad una automobile dasogno, superaccessoriata, di quelle che fanno schiattare d’invidia amici e conoscentidel fortunato possessore. Questa volta invece il termine si riferisce alle radio ed in particolare a quegli apparecchi che venivano privati del mobile originale per essereinseriti in altri mobili di diverso e, di solito, di più appariscente aspetto.

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LE FUORI SERIELE FUORI SERIE

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MODELLO SATURNOMobile radiofonobar extra lusso dilinea moderna e armoniosaaccuratamente finito, 2 bar lateralicon mosaico a specchi illuminato.Pratico per il montaggio di qualsiasiapparecchio.

Dimensioni d’ingombro:Larghezza 110 cmAltezza 87 cmProfondità 45 cm

MODELLO NETTUNOMobile radiofonobar estetico emoderno, adatto per ogniambiente, con bar in mosaico aspecchi illuminato.


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MODELLO PINUCCIAFonobar extra lusso in nocecon specchi illuminati edampia discoteca.


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MODELLO MARTE ARadiofono, modello elegante edeconomico con ampia discoteca.


MODELLO VENEREMobile radiofonobar di stilemodernissimo, con cristalliscorrevoli decorati in argentoe bar in mosaico a specchiilluminato.


MODELLO PINUCCIA(radiofonobar)Mobile radiofonobar extra lussoin noce con specchi illuminati edampia discoteca.


Realizziamo un sempliceRobot Beam: Il SYMET

Iron claw: un robotinteramente realizzatoin lega leggera

Asimo

Introduzione ai servo RC

Bussola elettronicaCMPS03

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REALIZZIAMO UN SEMPLICEROBOT BEAM: IL SYMETREALIZZIAMO UN SEMPLICEROBOT BEAM: IL SYMETdi Luigi [email protected]

Come promesso la volta scorsa, que-sto mese realizzeremo un RobotBEAM che utilizza il Solarengine(motore solare) per muoversi. Il nomeSymet deriva dal particolare disegnomeccanico simmetrico (symmetrical –symmet - symet) grazie al quale que-sto Robot è in grado di aggirare gliostacoli che incontra lungo il percor-so, senza utilizzare alcun tipo di senso-re! Bene, iniziamo con il procurarcil’attrezzatura ed i componenti neces-sari per la costruzione. Gli attrezzinecessari sono veramente pochi: unsaldatore con punta medio/piccola,stagno (di buona qualità), tronchesinee pinze a becco piatto (piccole possi-

bilmente) e, anche se non indispensa-bile, è molto utile la cosiddetta ‘terzamano’, trattasi di un piccolo basa-mento con due pinzette ed una lenteche servono per tenere gli oggettimentre si eseguono operazioni varie,tra cui la saldatura a stagno.

Per i componenti, ho pensato di usareun kit della Solarbotics, il Symet1381, appunto; è un kit abbastanzaeconomico (costa poco più di 10Euro) ed è completo di tutto il neces-sario per la realizzazione del nostroSymet. Può anche essere integratocon altri componenti per creareRobot più complessi o più grandi,sempre basati sul Solarengine.

Il Kit contiene i seguenti componenti:

• 1 transistor 3904• 1 transistor 3906• 1 resistore da 2.2 kΩ

• 4 condensatori da 1.000 µF• 1 Cella solare SC2422• 1 Motore SB RM-1• 3 grandi attaches • 1 trigger 1381J• 1 diodo al silicone• 1 cavetto a 2 conduttori per la cella

solare• 1 guaina termoretraibile per l’asse

del motore

PREPARAZIONE DEI COMPONENTIDal momento che l’assemblaggio delSymet avviene in aria, ovvero inFreeforming, bisogna preparare icomponenti. Iniziamo a piegare i reo-fori del trigger 1381C: piegare il pin 1(quello a destra guardando la scritta) di

Continuiamo nella scoperta dei BEAM Robots, questa volta lasciamo da parte la teoriaper passare, finalmente, alla realizzazione pratica di una creatura BEAM: il Symet. UnRobot minimalista, semplice ma curiosamente intelligente…

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Figura 1 Gli attrezzi necessari.

Figura 1a La terza mano

Figura 2Il contenuto del Kit Symet 1381della Solarbotics.

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90° indietro ad una distanza di circa4mm dal corpo; quindi il pin 2 di 90°in avanti a circa 3mm dal corpo;lasciamo il terzo pin intatto.

Passiamo ora al transistor 3906: pie-ghiamo il pin 1 di 90° verso sinistra acirca 3 mm dal corpo ed il pin 2 inavanti di 90° sempre a 3 mm dalcorpo; lasciamo il terzo pin intatto.

Procediamo infine con l’altro transi-stor, il 3904. Questo è soltanto legger-mente più complicato degli altri: pie-ghiamo il pin 1 di 90° verso sinistra,come abbiamo fatto per il 3906, oraad una distanza di circa 3 mm pie-ghiamolo nuovamente di 90° verso ilbasso. Il secondo pin non va toccato,mentre il terzo deve essere piegato di90° in avanti, ad una distanza di 3 mmdal corpo.

SALDATURA DEI COMPONENTIE’ arrivato il momento di usare il sal-datore. Per ottenere delle buone sal-dature, è essenziale lavorare con la

punta del saldatore pulita ed inbuono stato. Procuratevi, quindi,un’apposita spugnetta umida per lapulizia della punta, la quale andràstagnata bene prima di iniziare a sal-dare.Ricordate che i BEAM sono ancheestetica, è quindi importante esegui-re delle belle saldature.

Il primo passo da fare è saldare ildiodo al pin 1 del 1381C, piegate a90° l’anodo del diodo (quello oppostoalla fascetta nera) e saldatelo sul1381C, a completo raffreddamento,

tagliare l’eccesso dei reofori. Il secon-do passo consiste nel saldare il pin 2,del trigger 1381, al pin 1 del transistor3906. In questo passo è richiesta lamodellatura del pin 2 del 1381, affin-ché capiti esattamente sul pin 1 deltransistor, come nella figura seguente.

Passiamo ora alla saldatura del secon-do transistor, il 3904. Occorre, innan-zi tutto, piegare a 90° il catodo deldiodo, in modo che vada ad incro-ciare l’estremità del pin 3 del transi-stor 3906. Posizionare il 3904 capo-volto rispetto agli altri due, con ilpin 1 collegato al pin 3 del 1381Ced il pin 2 al pin 3 del 3906. Saldareanche il diodo.

Ora non resta che saldare la resi-stenza da 2.2 kΩ, la quale andràmodellata, affinché vada precisa-mente tra i due reofori verticali for-mati dal pin 2 del 3906 ed il pin 3del 3904. Una volta saldata, lascia-te raffreddare e poi rifilate con letronchesine i reofori, lasciando unalunghezza di circa 6 mm, serviran-

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Figura 3Preparazione del trigger 1381C

Figura 4Preparazione del transistor 3906

Figura 5Preparazione del transistor 3904

Figura 1bLa punta di un saldatore pulita

e in buono stato.

Figura 6Saldatura del diodo al 1381C.

Figura 7Modellatura del Pin 2 del 1381 e

saldatura sul Pin 1 del 3906.

Figura 8Saldatura del secondo transistor, il

3904 e del diodo.

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no in seguito per le connessioniesterne.

Ora bisogna saldare i condensatori.Questo è forse il passo più difficile.Piegare i reofori del polo negativo, inmodo da formare un quadrato con iquattro condensatori posizionati aglispigoli dello stesso. Per capire ledimensioni del quadrato guardate lefoto seguenti. Una volta individuate lemisure giuste, saldate il tutto.

Modelliamo i reofori del polo positivoin modo da formare una gabbietta ret-tangolare in grado di accogliere ilmotore. Ci potremo servire del moto-re stesso per ottenere una formamigliore. Saldare il tutto.

Una volta pronto l’alloggiamento,introdurre il motore e saldare, in unoo due punti, la gabbietta dei conden-satori al corpo del motore stesso. Se avete un saldatore potente, usateloper quest’operazione, senza esagerare,i condensatori sono sensibili al calore.

Servendoci di un oggetto tondo, dicirca 55 mm di diametro, modelliamodue delle tre attaches per creare uncerchio il più preciso possibile. Saldarele attaches.

Con un pezzo della terza attache, col-legare due punti del cerchio, posizio-nandolo decentrato rispetto al diame-tro, di circa 8 mm. Saldare i due punti.

Posizionare il motore all’interno delcerchio, nella parte più grande, inmodo da risultare centrato, e saldare ilcollegamento centrale con la gabbiet-ta del motore. A questo punto ilnostro Symet è quasi pronto, già sidenota la tipica forma simmetrica.

Passiamo alla cella solare, spellare estagnare le estremità del cavettobipolare rosso-nero fornito con il Kit.Modellare le estremità in modo chevadano a posizionarsi perfettamentesulle piazzole stagnate della cellasolare. Ora appoggiare il saldatoresulla piazzola e saldare il filo, rimane-re immobili fino al raffreddamento,fare lo stesso con l’altra piazzola.Attenzione: le celle solari sono ele-menti molto delicati e l’operazione disaldatura rappresenta un pericolo, miraccomando di tenere il saldatoresulla piazzola per il tempo necessarioad eseguire la saldatura e non unsecondo di più, è importante stagna-re bene i cavetti, per velocizzare lasaldatura.

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Figura 9Saldata la resistenza, il circuito e’ terminato.

Figura 10 Saldatura dei condensatori.

Figura 11 Preparazione dell’alloggiamento del motore. Figura 14Posizionamento e saldatura del collegamento centrale.

Figura 15 Saldatura del cerchio sul motore.

Figura 16 Saldatura del cavetto alla cella solare.

Figura 12Introduzione del motore nell’alloggioe saldatura.

Figura 13Saldatura del cerchio formato da dueattaches.

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Dissaldare il cavo nero dal motore edaccorciare il cavo rosso, lasciandoneuno spezzone di circa 30 mm. Piazzare il circuito del Solarengine sulmotore, facendo corrispondere il pin3 del transistor 3904 con il polonegativo del motore, ed il pin 1 deltransistor 3906 con la gabbietta deicondensatori.Saldare i due punti. Spellare e stagnare il cavetto rossodel motore e saldarlo alla gabbiettadei condensatori.

È il momento di collegare la cella sola-re ed alimentare il Symet. Accorciare icavetti della cella, lasciando una lun-ghezza di circa 40 mm, spellare e sta-gnarne le estremità. Il polo positivo (cavetto rosso), andràsaldato sulla gabbietta dei condensa-tori, possibilmente in corrispondenzadel cavetto del motore e del pin deltransistor. Il polo negativo (cavetto nero), dovràessere saldato sul pin 1 del transistor3904 e sullo stesso punto, utilizzandolo spezzone di cavo nero avanzatodal motore, collegare la parte inferio-re della gabbietta di condensatori,ovvero, il polo negativo. Ci siamo! Il Symet è alimentato dallaluce, non è escluso che possa già ini-ziare a fare qualche movimento ten-tando di fuggire dalle vostre cure!Non resta che fissare la cella solare inqualche posizione sulla parte alta delSymet, io ho utilizzato un pezzo diattache, avanzato, per creare un sup-porto che parte dal cerchio ed arriva

al centro del motore (figura 18), poi,con una goccia di colla a caldo, hofissato la cella solare. Potete utilizzarela guaina termoretraibile, fornita nelKit, per rivestire il pignone del moto-re, ma non è indispensabile.

IL SYMET E’ VIVO!Il Symet è ora pronto, già simuove, nutrendosi della luce chec’è nella stanza. Appena i conden-satori si caricheranno farà un pic-colo balzo in avanti e non si ferme-rà mai, almeno finché ci sarà luce.In una giornata di sole, il movi-mento del Symet sarà quasi conti-nuo. Ora potete ottimizzarne lageometria, per ottenere un movi-mento rettilineo, è sufficientevariare di qualche grado l’angola-zione dei condensatori. Anche l’e-stetica potrà essere personalizzatacome volete. Usando lo stesso con-cetto, potrete costruire Symet ditutti i tipi, con 3 o 4 condensatori,potete usare molte celle solari,motori di tutti i tipi, insomma que-sto piccolo e semplice Robot in

realtà e’ più grande di quello chesembra!

CONCLUSIONIIl progetto che abbiamo presenta-to questo mese, è molto sempliceda realizzare, pochi componenti,un paio d’ore di lavoro e qualcheEuro. Procuratevi una grande sca-tola di cartone rigido oppure dilegno, è necessario che abbia unbordo perimetrale alto almenoquanto lui, posizionate all’internodegli ostacoli e il vostro neonato…Il Symet comincerà ad esplorare lazona avendo l’accortezza di evita-re gli ostacoli e non si fermerà fin-ché ci sarà luce! Infatti, i Symetnon hanno l’interruttore! Mi rac-comando, non lasciatelo solo!Costruitegli subito un amico!Questo e’ il primo passo per entra-re nel mondo dei BEAM, la prossi-ma volta realizzeremo un progettopiù complesso servendoci dellascheda Bicore Experimenters PCB(BEP) della Solarbotics. Si tratta diun grande circuito stampato dop-pia faccia, di eccellente fattura,divisibile in vari piccoli circuiti,grazie alle preincisioni. Sono cen-tinaia le applicazioni realizzabilicon questa scheda, il limite è sol-tanto la fantasia.

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Figura 18Collegamento della cella solare al Symet. Togliendo il rivestimento ai condensatori siottiene un’estetica più ‘tecnologica’.

Figura 19Fissaggio della cella solare: il Symet

è terminato!

Figura 17Saldatura del circuito del Solarengine

sul motore.

Figura 20

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IRON CLAW: UN ROBOTINTERAMENTE REALIZZATOIN LEGA LEGGERA

IRON CLAW: UN ROBOTINTERAMENTE REALIZZATOIN LEGA LEGGERA

di Massimiliano [email protected]

La corsa alla realizzazione dei kit dimicro robotica da parte dellemigliori case editrici italiane (nonfaccio nomi ma si intuisce lo stesso)è frenetica, miriadi di robots sononati e stanno nascendo, ognunocon l’imperativo categorico di forni-re funzionalità migliori della concor-renza. Molti sono scopiazzati daquelli americani o cinesi, i quali sonoavanti un decennio in questo setto-re. La maggior parte delle meccani-che dei robots presenti sul mercatosono realizzate in materiale termo-plastico, bachelite o addirittura invetronite (il materiale dei circuitistampati), nessuno ha mai pensatodi realizzarne in metallo, questa èstata la scintilla che mi ha portato astudiare dei robots in lega leggera(alluminio) che siano, in un certoqual modo, diversi da tutti gli altri(ai lettori l’ardua sentenza).Ecco a voi il primo di questi, IRONCLAW, il nome è tutto un program-ma, ma quali sono le particolaritàdel robot, a parte la meccanica?

La possibilità di usufruire di una pia-stra madre studiata per la flessibilitàe l’universalità, che può ospitare siai potenti microcontroller dellaBASICX, programmabili in basic, sia

i classici microcontroller della fami-glia PIC della MICROCHIP, usatidalla stragrande maggioranza deglihobbisti elettronici.Adesso però è un pò prematuro par-

Tutto è nato dalla necessità di unire l’utile al dilettevole, essendo un operatore nelsettore metalmeccanico con la passione sfrenata per ogni cosa che riguarda latecnologia elettronica, informatica e automazione, ho pensato di creare dei microrobots che abbiano una qualche attinenza con il mio settore lavorativo, eccone quindiuno in alluminio anodizzato, l’ho chiamato IRON CLAW (ARTIGLIO D’ACCIAIO).

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Figura 1 Iron Claw in posizione di riposo

prima parte

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lare d’elettronica, in quanto è neces-sario capire bene in che cosa consi-ste la meccanica di questo robot.

FACCIAMO LE PRESENTAZIONICome poteve vedere nella foto infigura 1 si tratta di un robot quasiantropomorfo (cioè con gli stessigradi di libertà di movimentazio-ne degli arti del corpo umano)con base portante mobile, moto-rizzato con 10 servo controlli dicui due modificati per la rotazionecontinua del pignone, tali attua-tori vengono utilizzati normal-mente nella modellistica aereo-navale per pilotare flaps o timonie sono in grado dunque di mante-nere la posizione data da gliimpulsi di controllo. Iron Claw è una vera e propriapalestra didattica, racchiude in setutte le problematiche della verascienza robotica, non assomigliaai soliti kit che sono soltanto gio-cattoli evoluti. Molti di voi si spaventeranno aprima vista nel pensare alla diffi-coltà di gestione a livello algorit-mico e di programmazione, chisaprà sfruttare al meglio le poten-zialità meccaniche del bracciorobotico non avrà problemi infuturo con la programmazione diqualsiasi robot. Per quanto riguarda il montaggiodel kit vi rimando al prossimo arti-colo, adesso illustreremo le partigià assemblate.

La base portante mobileSi tratta di un piatto a forma tra-pezioidale con ingombro di circa250 x 250 mm, con la relativeforature per i fissaggi dell’elettro-nica, del pacco batterie e dellecolonnine di sostegno del ponterotativo, fulcro del nostro braccio. La forma ricorda un po’ quella delleantiche bighe romane, con l’ecce-zione della ruota posteriore “piroet-tante” che funge da ruota condotta.

Come potete notare in figura 2, sullato destro e sinistro della basemobile ci sono due lembi piegati a90 gradi che presentano i fissaggiper i servo controlli, con il termine"servo controllo" si identificano deimotori in corrente continua alimen-tati da una tensione compresa tra4,8 e 6 V, integranti un circuito elet-tronico di controllo interno, unaserie di ingranaggi di demoltiplicaed un trimmer di rilevamento (unaspecie di encoder), in grado di rile-vare l’angolo di rotazione raggiuntodal pignone e spegnere il motorealla posizione desiderata.Per modificare i servo per la rotazio-ne continua, vanno sostituite alcuneresistenze nel circuito di controllo etolto il fermo meccanico, che di soli-to consente un angolo di rotazionedi 160 gradi. Per ottenere la rota-zione del pignone (ingranaggio chetrasmette il moto, fissato sul pernodel motore), dobbiamo inviare unaserie d’impulsi in un unico segnalePWM (Pulse Wave Modulation ossiaModulazione di Ampiezza d’onda).Sapere come pilotare i servo è assaiutile per la scrittura dei programmi,ne parleremo a fondo nei prossimiarticoli.Le ruote applicate ai servo comandidella base mobile sono di un diame-tro complessivo di 70 mm, comequella posteriore del resto, e man-tengono la base distante dallasuperficie di percorrenza di 25 mm

consentendo il movimento anche suterreni sconnessi. Con un diametro di 7 cm, la distan-za di percorrenza per ogni giro delleruote è di circa 22 cm, ottenutadalla formula matematica del calco-lo della circonferenza del cerchio: 2* Pgreco * r (3,5 x 2 x Pgreco =21.98 cm). Abbastanza veloce nonvi pare? La ruota piroettante, posi-zionata posteriormente alla “piatto”trapezioidale, è sostenuta da unastaffa piegata a “z” dove viene avvi-tato, con una vite ed un dado auto-bloccante, un ponticello che fungeda forca per la ruota condotta, iltutto non è altro che un “timone”che consente qualsiasi curva.

La torretta rotanteEccoci a descrivere il fulcro del brac-cio robotico.

Fissato sul ponte statico di sostegnosi trova, anche li, un servocomandoal quale viene avvitato direttamentesulla corona la staffa ad “U” dellatorretta girevole, figura 3, questopermetterà una rotazione orizzonta-le del sistema fulcrante di un angolostabilito al massimo di 160 gradi,niente rotazione completa altrimen-ti si rischierebbe di veder aggrovi-gliati i cavetti che portano l’alimen-tazione ed il segnale agli attuatori.Sulla torretta rotante, sono fissatidue servo aventi l’asse di rotazionecoassiale tra loro, questi hanno lafunzione di movimentare le leve dirinvio per il sollevamento del brac-cio. Questa è la parte più pesante e

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Figura 2Disegno 3D della base portante mobile

Figura 3Disegno 3D della torretta girevole

fissata alla base mobile

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ricca di servo di tutto il robot.

Il corpo del braccio ovvero l’avambraccioAll’interno dello chassy dell’avam-braccio, composto da quattro lembipiegati, sono fissati ben 5 attuatoriche hanno la funzione di spostamen-to del polso pinza, della chiusura eapertura pinza e del sollevamentodell’ intero corpo avambraccio.

In posizione coassiale sono la coppiadi servo del “gomito” e la coppiadel “polso”, alle corone dei pignonisono fissate, rispettivamente, le levedi rinvio di sollevamento gomito e ildispositivo della pinza. Nella parte superiore del corpo è fis-sato un unico servocomando adibi-to alla chiusura e apertura dellapinza, per mezzo di un cavetto d’ac-ciaio, fissato sulla camma calettatasul pignone. Il filo d’acciaio scorredentro una guaina in plastica, comequella utilizzata nelle leve dei freni diuna bicicletta.

Il dispositivo della pinza Non si presenta come le pinze che siaprono e chiudono con dei compli-cati sistemi di demoltiplica, adingranaggi plastici, basati sul siste-ma d’accoppiamento vite senza finesul motore e cascata d’ingranagginell’indotto, ma bensì ha una sem-plicissima apertura e chiusura otte-nuta con l’azionamento di unacamma montata sull’albero motore

dell’attuatore superiore, posizionatosul corpo braccio. Inviando unimpulso di spostamento di 90 gradiin positivo, la pinza si chiude, men-tre facendo l’operazione inversa lapinza si apre, grazie alla proprietàdel cavo d’acciaio, che “trasmette”la sua rigidità rimanendo ben teso,fungendo quindi da pistone di aper-tura e chiusura.

LA FASE DI STAZIONAMENTOCONSUMA ENERGIAA differenza degli attuatori (servo)montati sulle ruote, i quali, almomento del mancato flusso d’e-nergia elettrica, proveniente dalpacco batterie, producono una bru-sca frenata e rimangono fermi perforza d’inerzia, i dispositivi che sioccupano delle articolazioni devonocombattere costantemente la forzadel peso della struttura del bracciorobot, nonostante tutta la meccani-ca sia bilanciata, i motori devonofare da blocco giunture (gomito,spalla, polso), quindi consumanocostantemente energia anche infase di stazionamento. Ovviamentequando il braccio è alzato e nonquando è in fase di riposo appog-giato sulla torretta.La soluzione migliore, impiegata neirobot professionali, è l’utilizzo dimotori stepper (motori passo-passo) che diminuiscono i rischi dirottura. Nel nostro caso, anche imotori utilizzati mantengono la

posizione, però, sono un pò più arischio di bruciature, dovute almodo in cui sono utilizzati.Conviene far muovere il braccioesclusivamente collegandolo ad unabuona fonte d’alimentazione, peresempio un alimentatore da bancoa 6 V che fornisca almeno 6 A, conquesta configurazione si può muo-vere tutte le volte che si desidera edessere sicuri del corretto staziona-mento in fase di fermo.Se invece vogliamo farlo muoveree contemporaneamente sollevareoggetti, procuriamoci delle batte-rie ricaricabili AA stilo da almeno1600 mA cadauna, fino ad arriva-re alla tensione di 6 V.Sperimentazione e costanza, questisono gli stimoli giusti di chi si avvici-na alla robotica e ne vuole carpiretutti i segreti.

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Figura 5 Esempio di movimentazione della pinza Figura 6-7 Due foto di IRON CLAW in fase di presaFigura 4Disegno 3D avambraccio con

servocomandi

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ASIMOASIMOdi Tiziano [email protected]

Alto un metro e venti per cinquanta-due chili di peso, Asimo è un robotveramente espansivo, oltre a cam-minare perfettamente è in grado diparlare e di capire quello che gliviene chiesto, per mezzo di una tele-camera memorizza il volto della per-sona che ha di fronte, in modo dapoterla riconoscere in un incontro

MObility", traducibile come "un pro-gresso avanzato nella mobilità inno-vativa".

Asimo non è in vendita, ma può esse-re affittato non proprio a buon mer-cato. Le richieste da parte di aziendegiapponesi sono numerose, in quan-to ideale per l’utilizzo come receptio-nist, attirando l’attenzione dei visita-tori di fiere ed esposizioni. Se oppor-tunamente configurato, può rispon-dere alle domande più comuniriguardo all’azienda che lo utilizza,immaginate lo stupore dei visitatori!

Forse per la prima volta possiamoparlare di “robot umanoide”, se maiincontrerete Asimo, sono sicuro chevi chiederete: “ma è un robot o unbambino travestito?”…

Asimo è il nuovo Robot creato dalla Honda, azienda molto impegnata in questocampo, che più di ogni altro si avvicina al concetto di “robot umanoide”.

successivo, dandole un’accoglienzapersonalizzata.

Ma la vera innovazione di Asimo stanel fatto che cammina perfettamen-te, o più precisamente, meglio diqualsiasi altro robot bipede costruitosino ad ora, infatti, è dotato di unsistema di movimento predittivo che,preparando in anticipo gli sposta-menti, sposta il centro di gravità diconseguenza, questo gli consenteun’agilità ed una fluidità di movimen-to mai raggiunta prima. Asimo cam-mina avanti e indietro senza inciampi,sale e scende le scale senza scattimeccanici, quasi come un essereumano.

Il suo nome è un omaggio al grandemaestro della fantascienza IsaacAsimov, infatti Asimo è un acronimodi “Advanced Step in Innovative

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INTRODUZIONE AI SERVO RCINTRODUZIONE AI SERVO RCdi Sergio [email protected]

Un Servo RC tipicamente consistein uno “scatolotto” plastico diridotte dimensioni (35x40x20mmnel caso del diffusissimo FutabaS3003 riportato in figura 1), dacui fuoriesce un perno in grado diruotare in un angolo compreso tra0 e 180 gradi e mantenere stabil-mente la posizione raggiunta.La rotazione del perno è ottenutatramite un motore in correntecontinua ed un meccanismo didemoltiplica che consente un'otti-ma coppia in fase di rotazione.L'azionamento del motore è effet-tuato per mezzo di un circuito dicontrollo interno, in grado di rile-vare l'angolo di rotazione raggiun-to dal perno, tramite un potenzio-metro resistivo, e bloccare il moto-

re sul punto desiderato. In dota-zione ai servo vengono anche for-nite una o più squadrette forate,da poter innestare sul perno, utilia trasmettere il movimento adaltre parti meccaniche. L'uso piùcomune dei servo avviene nelcampo dell'aeromodellismo, quivengono utilizzati per muovere glialettoni posti sulle ali e sulla codadell'aereo o per agire sull'accelera-tore del motore.

COME SI USA UN SERVO RCI Servo RC sono nati per esserepilotati nel modo più semplicepossibile. L'esigenza primaria eraquella di poter effettuare la movi-mentazione senza l'ausilio di unacircuiteria troppo complessa o l’u-tilizzo di sistemi a microprocesso-re. Un servo RC dispone solita-mente di soli tre fili, attestati ad unconnettore femmina, per pin stripa passo 2,54 mm, come visibile infigura 2. Due di questi fili sonoriservati all'alimentazione in cor-rente continua a 5 V (da 4.5 a 6.5per la precisione). Il positivo è dicolore rosso, il negativo di colorenero. L'assorbimento massimo è dicirca 180 mA, per un FutabaS3003, ma può variare a secondadelle caratteristiche.Il terzo filo, normalmente di colo-re bianco, è riservato al controllodel posizionamento. Su questo filo

è necessario applicare un segnaleimpulsivo o PWM (dall'inglesePulse Wave Modulation), le cuicaratteristiche sono "quasi" univo-che per qualsiasi Servo RC disponi-bile in commercio. Per essere sicuri di riuscire a con-trollare qualsiasi Servo RC, ilnostro circuito di pilotaggio dovràessere in grado di inviargli circa 50impulsi positivi al secondo, didurata variabile, in un intervallomassimo compreso tra 0.25ms e

Grazie alla loro gran diffusione sui modelli radiocomandati, i Servo RC sonocaratterizzati da un eccellente rapporto prezzo/prestazioni ed una elevata facilitàd'uso che li rende adatti per applicazioni di movimentazione a basso costo

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Figura 1 Il servo RC FUTABA S3003 Figura 2 Il connettore tipico in dotazione ai servo

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2.75 ms. Generalmente, con unimpulso di durata pari a 1.5 ms, ilperno del servo RC si posizionaesattamente al centro del suointervallo di rotazione. Da questo punto il perno può ruo-tare fino a -90 gradi (senso antio-rario), se l'impulso fornito ha unadurata inferiore a 1.5 ms, e fino a+90 gradi (senso orario), se l'im-pulso fornito ha durata superiore a1.5 ms. Il rapporto esatto tra la rotazionedel perno e la larghezza dell'im-pulso fornito può variare tra i varimodelli di servo.

CONTROLLER SERIALE POLOLUPER PILOTARE FINO 16 SERVORC DA UNA SOLA PORTA RS232Il controller Pololu POSSC è ingrado di generare fino a 16 impulsiPWM indipendenti tra loro e di dura-ta variabile tra 0.25 e 2.75 ms, suffi-cienti al controllo della maggiorparte dei Servo RC disponibili incommercio. Questo controller, dotato di unPICmicro già programmato, ricono-sce una serie di comandi per il posi-zionamento, inviati da una sempliceporta seriale RS-232 standard o dauna linea asincrona TTL invertita(utile per interfacciare il controllerdirettamente ad un microprocesso-re). La durata degli impulsi PWM su

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Figura 3Relazione tra il segnale PWM e la rotazione del perno

Figura 4Il controller seriale per 16 servo RC Pololu POSSC

SPECIFICHE TECNICHE

DIMENSIONI 382 x 578 mm

NUMERO DI SERVO 16

VOLTAGGO PWM 0 - 5 V

RISOLUZIONE PWM 1 µs (circa 0.1°)

RANGE PWM 250-2750 µs

ALIMENTAZIONE LOGICA 5.6-20 V

LINEA DATI Seriale RS232 (±12V) o TTL (0-5V)

BAUD RATE 1200-38400 (con rilevamento automatico)

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ogni uscita può essere controllataindipendentemente con una risolu-zione di 0.5 µs, pari ad una rotazio-ne di soli 0.045 gradi.

SCHEMA ELETTRICO E DESCRIZIONE FUNZIONALEIn figura 5 riportiamo lo schemaelettrico del controller PololuPOSSC, seguito da una descrizionefunzionale delle varie parti circuitali.

Sezione RS232La sezione circuitale nell'area trat-teggiata in alto a sinistra dello sche-ma, converte i segnali a +/- 12 V, inentrata dalla linea RS232, in segnalia 0/5 V positivi, adatti al resto dellalogica di controllo.Il connettore a 9 pin di tipo avaschetta (meglio conosciuto come

connettore Canon) è di tipo femmi-na e potrebbe innestarsi direttamen-te sul connettore Canon maschio,normalmente presente su un nor-male PC. L’utilizzo di un connettore femmina,indica chiaramente la tipologia difunzionamento del controller rispettoallo standard RS232 e, cioè, la simu-lazione di un apparato di tipo DCE(Data Communication Equipment),

ovvero, un apparato asservito al DTE(Data Terminal Equipment), costitui-to in questo caso dal PC. Questo significa, in termini pratici,che se dobbiamo connettere il con-troller al nostro PC tramite un cavoseriale dobbiamo assicurarci di usareun cavo non invertente, ovvero lostesso tipo di cavo usato per collega-

re i modem, evitando assolutamentedi usare i cosiddetti cavi null-modemo invertenti.Nel caso invece si abbia la necessitàdi connettere il controller alla lineaseriale TTL di un microcontroller, èpossibile evitare di montare i com-ponenti CON3, R2, R3 e Q1, appli-cando il segnale, a 0/5 V positivi,direttamente al pin S del connettoreCON2. In entrambi i casi, la linea

TX, proveniente dal PC o dal micro,arriva al pin RX del microprocessorePIC16C63A, il quale provvederà adinterpretare i comandi ricevuti, tra-sformandoli in attuazioni.

Connettore d’alimentazione CON1Sui pin + e - del connettore CON1dobbiamo fornire la tensione d’ali-

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Figura 5 Schema elettrico del controller seriale per 16 servo RC Pololu POSSC

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mentazione per i 16 servo RC. La ten-sione normalmente è compresa tra i4.6 ed i 6 volt DC ma potrebbe richie-dere spunti di corrente notevoli, spe-cialmente se tutti e 16 i servo vengo-no attivati contemporaneamente. Fate riferimento alla documentazionedei servo RC utilizzati per decidere iltipo di alimentazione da adottare.

Connettore d’alimentazione CON2Su pin + e - di CON2 dobbiamo for-nire la tensione d’alimentazione per lalogica di controllo. Grazie all'integra-

to stabilizzatore U2, un LM2931, pos-siamo applicare su questi pin una ten-sione compresa tra 5,6 e 20 VDC. Il pin S, come già detto in prece-denza, può essere usato in alterna-tiva al connettore RS-232 in casodi trasmissione dei dati seriali dalmicro a livello TTL.

Prova praticaUna volta montato il controller, vedia-mo come verificarne il funzionamen-to. In figura 6 riportiamo una foto delbanco di prova utilizzato. Come si evince dalla foto, abbiamocollegato 16 servo ad altrettante usci-te disponibili sul controller. L'ingresso RS-232 è stato quindi colle-gato, per mezzo di un normale cavoseriale non invertente, alla portaCOM1 del PC, dotato di Sistema ope-rativo Windows 2000 (qualsiasi altraversione ovviamente va bene alloscopo).i protocolli di comunicazione ricono-sciuti dal controller POSSC abbiamoscelto il più semplice, Mini SSC IIdescritto a pagina 11 della UserGuide della Pololu, disponibile per ildownload dal sito web della Pololuhttp://www.plolu.com.

Questo protocollo richiede l'invio disoli tre byte per posizionare ognisingolo servo, come evidenziatonella tabella seguente:

Per utilizzare questo protocollo ènecessario chiudere il ponticello J1.Per generare il pacchetto di dati sullaseriale RS-232 del nostro PC, abbia-mo utilizzato la versione demo delprogramma RS232 Hex Com Toolv3.0 disponibile per il download dalsito http://www.viddata.com.

Questo programma consente di spe-cificare una stringa di byte da inviaresu seriale e di memorizzare degliscript molto semplici per la genera-zione automatica delle sequenze dicaratteri. Per testare il movimento titutti e 16 i servo abbiamo usato que-sto semplice script:

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Figura 6Il controller POSSC collegato a 16

servo Futaba S3003

Figura 8Screen shot del programma RS232 Hex

Com Tool v3.0

START BYTE = 0xFF SERVO NUMBER, 0x00-0xFE SERVO POSITION, 0x00-0xFE

_LINE

Tutti a destra

FF 10 00 FF 11 00 FF 12 00 FF 13 00 FF 14 00 FF 15 00 FF 16 00 FF 17 00

FF 18 00 FF 19 00 FF 1A 00 FF 1B 00 FF 1C 00 FF 1D 00 FF 1E 00 FF 1F 00

1.0

_LINE

Tutti a sinistra

FF 10 C0 FF 11 C0 FF 12 C0 FF 13 C0 FF 14 C0 FF 15 C0 FF 16 C0 FF 17 C0

FF 18 C0 FF 19 C0 FF 1A C0 FF 1B C0 FF 1C C0 FF 1D C0 FF 1E C0 FF 1F C0

1.0

1.25

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BUSSOLA ELETTRONICACMPS03 di Sergio [email protected]

La bussola CMPS03 utilizza due sen-sori magnetici Philips KMZ51 posi-zionati tra loro con uno sfasamentodi 90 gradi. Un PICmicro rileva l'in-tensità di flusso magnetico misuratada ogni sensore e calcola la compo-nente orizzontale dell'angolo dirotazione del modulo, rispetto alcampo magnetico terrestre.E' possibile memorizzare una posi-zione iniziale, detta punto di calibra-zione, rispetto alla quale il modulo èin grado di fornire successivamentel'angolo di rotazione relativo, conuna precisione di 0.1 gradi.Il valore di rotazione è fornito dalmodulo sia come semplice segnaleimpulsivo d’ampiezza proporzionaleall'angolo rilevato (PWM), sia informa numerica tramite un bus I2C.

CONNESSIONI ELETTRICHEIl modulo dispone di nove pin diconnessione la cui piedinatura èriportata in figura 1.Sui pin 1 (+5v) e 9 (0v Ground),dobbiamo fornire la tensione d’ali-mentazione a 5 V continui. Sul pin 4(PWM) è inviato il segnale impulsi-vo, proporzionale all'angolo di rota-zione, come descritto più avanti. Ipin 3 (SDA) e 2 (SCL), sono rispetti-vamente, la linea dati ed il clock del

bus I2C, utilizzati per comunicare indigitale con il modulo. Questi pindevono essere collegati a positivo(Vcc) nel caso si utilizzi solo il PWMper la lettura dell'angolo di rotazio-ne. Il pin 5 (No Connect) non deveessere connesso. Il pin 8 (NoConnect) è connesso alla linea resetdel PICmicro interno e deve rimane-re non connesso, a meno di partico-lari esigenze di progettazione.Il pin 6 (Calibrate) è utilizzato percalibrare la bussola, seguendo laprocedura descritta più avanti.

Il pin 7 (50/60Hz), questo pin servead evitare interferenze nel rileva-mento del campo magnetico terre-stre, dovute alla rete elettrica. InItalia, il pin 7 va collegato a 0 V(Gound). Nei paesi dove la correnteelettrica è distribuita a 60Hz, il pin 6può essere lasciato non connesso.Lettura della rotazione da segnalePWMSul pin 4 il modulo fornisce unsegnale positivo (da 0 a +5v) inPWM (Pulse Width Modulated =Segnale a modulazione di ampiez-

La bussola elettronica CMPS03 è un piccolo modulo in grado di misurare il proprioorientamento rispetto al campo magnetico terrestre. Ideale come supporto allanavigazione di robot, modelli telecomandati e per ogni apparecchiatura chenecessiti d’orientamento cardinale.

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BUSSOLA ELETTRONICACMPS03

Figura 1 Piedinatura della bussola CMPS03

Pin 9 - 0 V GroundPin 8 - No ConnectPin 7 - 50/60HzPin 6 - CalibratePin 5 - No ConnectPin 4 - PWMPin 3 - SDAPin 2 - SCLPin 1 - +5 V

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za), la cui ampiezza è proporziona-le all'angolo di rotazione dell'interomodulo, rispetto al punto di cali-brazione iniziale. La durata dell'im-pulso è compresa in un intervalloche va da 1ms, in corrispondenzadi un angolo di rotazione di 0°, a36,99 ms per una rotazione pari a359.9°. In pratica per ogni grado dirotazione la durata dell'impulsopositivo sul pin 4 incrementa di100 µs. La risoluzione massima

ottenibile dal modulo è di 0.1°,quindi, per riuscire a rilevare l'an-golo di rotazione con la stessa pre-cisione, dobbiamo poter misurarela durata dell'impulso con una pre-cisione di almeno 10 µs. Tra un impulso e l'altro, il pin 4 rima-ne a 0 V per 65 ms. I pin 3 (SDA) e2 (SCL) devono essere connessi a +5V, nel caso in cui s’intende leggere larotazione solo tramite segnalePWM.

LETTURA DELLAROTAZIONE DA I2C BUSSui pin 3 (SDA) e 2 (SCL) è disponi-bile un bus I2C, utile alla lettura del-l'angolo di rotazione, oltre che, diun'altra utile serie di dati. L'accesso aquesti dati avviene tramite una seriedi registri interni, ai quali è possibileaccedere, dopo aver fornito l'indiriz-zo giusto. Nella tabella 1 sonoriportati i registri disponibili.In figura 2 è riportato il diagrammatemporale dei segnali presenti sulbus I2C del modulo.Il protocollo utilizzato sull' I2C bus èidentico a quello delle popolariEEPROM, quali ad esempio, la24C04.Prima deve essere inviato uno startbit, l'indirizzo del modulo (0xC0)con il bit read/write a zero, quindi ilnumero del registro da leggere.Successivamente viene ripetuto lostart bit e l'indirizzo del modulo macon il bit read/write a 1 (0xC1). Oraè possibile leggere uno o due bytedai registri a 8 o 16 bit. I registri a16bit bit forniscono il byte più signi-ficativo per primo.I pin dell' I2C bus non hanno resi-stenze di pull-up interne. La velocitàdi clock a cui può lavorare il modu-lo è pari a 100 KHz, comunque pos-

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Registro Funzione

0 Revisione software

1 Angolo di rotazione in byte da 0=0°, 255=359.9°

2, 3 Angolo di rotazione in word da 0 = 0°, 3599=359.9°

4, 5 Riservato - Riporta il valore rilevato dal sensore 1

6,7 Riservato - Riporta il valore rilevato dal sensore 2

8, 9 Riservato - Riporta il valore di calibrazione 1

10, 11 Riservato - Riporta il valore di calibrazione 2

12 Non usato

13 Non usato

14 Non usato

15Comando di calibrazione - Scrivendo 255 in questo registro viene attivata la calibrazione

Tabella 1 Registri accessibili via I2C bus

Figura 2 Segnali I2C bus

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sono essere utilizzate anche velocitàsuperiori (fino a 1 MHz), progettan-do correttamente le connessioni delbus. Al di sopra dei 160 KHz ènecessario inserire dei ritardi di 50µs tra le letture. I valori di rotazioneforniti tramite segnale PWM o regi-stri I2C sono aggiornati continua-mente, indipendentemente dalfatto che siano letti o meno.

CARATTERISTICHE TECNICHENella tabella 2 sono riportate lecaratteristiche della bussola magne-tica CMPS03.

PROCEDURA DI CALIBRAZIONELa procedura di calibrazione dellabussola CMPS03 serve a fissare un

punto di riferimento, normalmenteil Nord, relativamente al quale labussola, una volta calibrata, forniràl'angolo di rotazione.Durante la calibrazione, il modulodeve essere mantenuto in posizioneorizzontale con il lato componentiin alto, lontano da oggetti metallicie/o magnetici, quinid rivolto verso ilnord come mostrato nella figura 4.

La calibrazione può avvenire in duemodi:

Calibrazione per mezzo dell’ I2Cbus. La calibrazione tramite I2C bus,avviene scrivendo il valore 255(0xFF) nel registro 15 ad ogni pun-tamento del modulo verso i quattropunti cardinali: Nord, Est, Sud eOvest. Il registro 15 è azzerato auto-maticamente ad ogni calibrazione.La sequenza delle quattro calibrazio-ni può essere qualsiasi, l'importanteè che siano eseguite tutte.Calibrazione via pin 6. La calibra-zione tramite il pin 6 (Calibrate)avviene mettendo a zero, il pin stes-so, ad ogni puntamento del moduloverso i quattro punti cardinali:Nord, Est, Sud e Ovest.Il pin 6 dispone di una resistenza dipull-up interna, quindi è sufficienteconnettere un pulsante verso massa.E' importante rilasciare il pulsanteogni volta che si passa da un puntoall'altro. Terminata la calibrazione inpin 6 può essere lasciato disconnes-so. La sequenza delle quattro cali-brazioni può essere qualsiasi, l'im-portante è che vengano eseguitetutte.

ESEMPIO D’UTILIZZODELLA BUSSOLA CONIL MODULO BX24In quest’esempio vedremo comeconnettere la bussola CMPS03 almicrocontrollore programmabile inBasic BX24 tramite bus I2C.Il BX24 è un piccolo microcontrollerprogrammabile in BasicX, un basic

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Figura 4Come posizionare la CMPS03 durantela calibrazione

Alimentazione 5 VCC

Assorbimento 20 mA

Risoluzione 0,1 gradi

Accuratezza 3-4 gradi circa dopo la calibrazione

Uscita PWM Impulsi da 1 a 37 ms con incrementi di 0,1 ms

Uscita I2C bus 0-255 e 0-3599 - Clock massimo (SCL) 1 MHz

Dimensioni 32x35 mm. Di seguito viene riportato il piano di foratura del PCB

Tabella 2 Caratteristiche della CMPS03

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con sintassi identica al popolareVisual Basic della Microsoft.Vediamo com’è semplice connetterela bussola CMPS03 a questo modu-lo tramite la connessione I2C bus,così come riportato in figura 6.Il pulsante Calibrate Switch, connes-so al pin 15 del BX24, serve ad atti-vare la procedura di calibrazionedella bussola. Il BX24 legge i datirelativi alla rotazione del modulo e liinvia tramite porta RS232 ad un PCche li visualizza. Di seguito è riporta-to il codice BasicX da programmaresul BX24.

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Figura 5 La bussola CMPS03 conessa al modulo BasicX BX24

VF

Figura 6 Schema elettrico di connessione tra CMPS03 e BX24

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'***********************************************************'** I2C Routines for the BX-24 **'** to demonstrate the use of Compass module **'** **'** Copyright 2002 - Devantech Ltd **'** Commercial use of this software is prohibited **'** Private and educational use only is permitted **'** **'** Written by Gerald Coe - February 2002 **'***********************************************************

Const SCL As Byte = 14 'I2C clock' choose any pins you wish for SCL and SDA

Const SDA As Byte = 13 'I2C dataConst Calibrate As Byte = 15 'Calibrate push buttonConst CmdReg As Byte = 0 'SRF08 command registerConst Compass As Byte = &Hc0 'Compass module is at address 0Xc0Const BearingReg As Byte = 2 'Bearing is in registers 2 & 3 (High:Low)Const CalReg As Byte = 15 'Calibration RegisterConst CalCmd As Byte = 255 'Calibration CommandDim I2cAck As Boolean 'Acknowledge flag

Sub Main()Dim Bearing As New UnsignedInteger

Call PutPin(SCL, bxOutputHigh)Call PutPin(SDA, bxOutputHigh)Call PutPin(Calibrate, bxInputPullup)

DoBearing = I2cWordRead(Compass, BearingReg)\10 'Read Bearing and convert

' to 0-359 degreesdebug.Print "Bearing = ";CStr(Bearing)

'The following four lines of code are all you need if you wish to calibrate' the compass. You can delete them if not required

If GetPin(Calibrate)=0 Then 'If Push Button pressedCall I2cByteWrite(Compass, CalReg, CalCmd ) 'then send calibration commanddebug.Print "Calibrating.. . .";

End If

LoopEnd Sub

'-------------------------------------------------------------------' I2C subroutines follow'-------------------------------------------------------------------

' writes I2cData to I2cReg at I2cAddrSub I2cByteWrite(ByVal I2cAddr As Byte, ByVal I2cReg As Byte, ByVal I2cData As Byte)

Call I2cStart()Call I2cOutByte(I2cAddr) ' send device addressCall I2cOutByte(I2cReg) ' send register addressCall I2cOutByte(I2cData) ' send the dataCall I2cStop()

End Sub

ROBOMANIA 105

ROBOMANIA

Function I2CByteRead(ByVal I2cAddr As Byte, ByVal I2cReg As Byte) As ByteCall I2cStart()Call I2cOutByte(I2cAddr) ' send device addressCall I2cOutByte(I2cReg) ' send register addressCall I2cStart() ' repeated startI2cAddr = I2cAddr+1Call I2cOutByte(I2cAddr) ' send device address with read setI2cAck = False ' setup to send NakI2cByteRead = I2cInByte() ' get data byte with NakCall I2cStop()

End Function

Function I2CWordRead(ByVal I2cAddr As Byte, ByVal I2cReg As Byte) As UnsignedIntegerSet I2CWordRead = New UnsignedIntegerCall I2cStart()Call I2cOutByte(I2cAddr) ' send device addressCall I2cOutByte(I2cReg) ' send register addressCall I2cStart() ' repeated startI2cAddr = I2cAddr+1Call I2cOutByte(I2cAddr) ' send device address with read setI2cAck = True ' setup to send AckI2cWordRead = CuInt(I2cInByte()*256)I2cAck = False ' setup to send NakI2cWordRead = I2cWordRead + CuInt(I2cInByte())Call I2cStop()

End Function

Sub I2cOutByte(I2cData As Byte)Call ShiftOut(SDA, SCL, 8, I2cData) ' shift data outCall PutPin(SDA, bxInputTristate) ' turn SDA aroundCall PutPin(SCL, bxOutputHigh) ' and clock in the 'ack' bitCall PutPin(SCL, bxOutputLow)

End Sub

Function I2cInByte() As ByteI2cInByte = ShiftIn(SDA, SCL, 8)If I2cAck=True Then

Call PutPin(SDA, bxOutputLow)Else

Call PutPin(SDA, bxOutputHigh)End IfCall PutPin(SCL, bxOutputHigh) ' clock out the ack' bitCall PutPin(SCL, bxOutputLow)

End Function

Sub I2cStart() ' I2C start bit sequenceCall PutPin(SDA, bxOutputHigh)Call PutPin(SCL, bxOutputHigh)Call PutPin(SDA, bxOutputLow)Call PutPin(SCL, bxOutputLow)

End Sub

Sub I2cStop() ' I2C stop bit sequenceCall PutPin(SDA, bxOutputLow)Call PutPin(SCL, bxOutputHigh)Call PutPin(SDA, bxOutputHigh)

End Sub

» Elettronica» Radiantistica» Computers» Surplus» Radio d’Epoca

Per informazioni e dubbi:

SANDIT S.r.l.

Via Quarenghi, 42/C24122 BergamoTel. e Fax 035 32.16.37

La Sandit srl si ritiene sollevatada ogni responsabilità nel casoin cui le date vengano modificateo annullate.

G E N N A I O

11 • 12 MODENA

25 • 26 NOVEGRO [MI]

08 • 09 FERRARA

08 • 09 SAN BENEDETTO [AP]15 • 16 SCANDIANO [RE]

22 • 23 MONTEROTONDO [RM]22 • 23 CITTÀ DI POMPEI [NA]

01 • 02 FAENZA [RA]08 • 09 MONTICHIARI [BS]15 • 16 BASTIA UMBRA [PG]

22 • 23 CIVITANOVA MARCHE [MC]29 • 30 GONZAGA [MN]

05 • 06 ERBA [CO]12 • 13 GENOVA

26 • 27 CIVITAVECCHIA [RM]

02 • 03 • 04 PORDENONE

10 • 11 FORLÌ

17 • 18 CASTELLANA GROTTE [BA]

24 • 25 EMPOLI

31/5 • 1/6 AMELIA [TR]

07 • 08 NOVEGRO [MI]21 • 22 ROSETO DEGLI ABRUZZI [TE]

26 • 27 • 28 FRIEDRICHSHAFEN

05 • 06 CECINA [LI]19 • 20 LOCRI [RC]

06 • 07 MONTICHIARI [BS]13 • 14 PIACENZA

20 • 21 MACERATA

20 • 21 RIMINI

20 • 21 MONTEROTONDO [RM]27 • 28 GONZAGA [MN]

02 • 03 • 04 VICENZA SAT

04 • 05 NOVEGRO [MI]11 • 12 POTENZA

11 • 12 BOLOGNA

18 • 19 FAENZA [RA]25 • 26 BARI

08 • 09 ERBA [CO]15 • 16 VERONA

22 • 23 PORDENONE

29 • 30 PESCARA

06 • 07 • 08 FORLÌ

13 • 14 CIVITANOVA MARCHE [MC]13 • 14 TERNI

20 • 21 GENOVA

F E B B R A I O

M A R Z O

A P R I L E

M A G G I O

G I U G N O

L U G L I O

S E T T E M B R E

O T T O B R E

N O V E M B R E

D I C E M B R E

Tutte le fiere 2003

Giugno e LuglioRADIANT

7 - 8 Giugno 2003

31° ELETTROEXPO 2003

14 - 15 Giugno 2003

VERONA Verona Fiere, Viale del Lavoro 8

Come si arriva A4 uscita Verona sud

Orari Sabato dalle 9.00 alle 19.00Domenica dalle 9.00 alle 18.00

Organizzazione ENTE FIERE VERONA

Tel 045.8298111 - Fax 045.8298288

www.veronafiere.it/elettroexpo

HAM RADIO

27 - 28 - 29 Giugno 2003

14° EDIZIONE MOSTRA MERCATO

DEL RADIOAMATORE

E DELL’ELETTRONICA

5 - 6 Luglio 2003

CECINA MARE (LI) Presso l’area espositiva “La Cecinella”

Come si arriva A12 (Genova) - SS Rosignano-Grosseto, uscita Cecina

Orari Sabato e Domenica dalle 9.00 alle 13.00e dalle 15.30 alle 19.30

Organizzazione PROMOZIONE E SVILUPPO

Tel 0586.785026

14° MOSTRA MERCATO

DEL RADIOAMATORE DELL’ELETTRONICA

E DELL’INFORMATICA

19 - 20 Luglio 2003

LOCRI (RC)

Come si arriva A3 (Salerno-Reggio Calabria), uscita RosarnoSS Siderno-Locri

Orari Sabato dalle 9.00 alle 13.00 e dalle 15.30 alle 20.30Domenica dalle 9.00 alle 13.00 e dalle 15.30 alle 20.00

Organizzazione Sig. Galluzzo Salvatore

Tel 0964.22340 - 338.2704739

NOVEGRO (MI) Parco esposizioni

Come si arriva Milano tangenziale est, uscita Linate

Orari Sabato e Domenica dalle 9.00 alle 18.00

Organizzazione COMIS LOMBARDIA

Tel 02.466916 - Fax 02.467911

www.parcoesposizioninovegro.it

NEUE MESSE FRIEDRICHSHAFEN (GERMANIA)

Come si arriva A22 (Brennero Innsbruck) - Bregenz Lindau FriedrichshafenA8 Milano (Como Chiasso) - Lindau Friedrichshafen

Orari Venerdì e Sabato dalle 9.00 alle 18.00Domenica dalle 9.00 alle 15.00

Organizzazione MESSE FRIEDRICHSHAFEN GmbH

Tel (+49) 07541.708356 - Fax (+49) 07541.7082356

www.messe-friedrichshafen.de

RUBRICHE108

DISPLAY LCDSERIALE 2X16CARATTERI

Le funzioni utilizzate nelprogramma sopra, svolgo-no le seguenti funzioni:

• Call LCDOpen SerialPort (1, 9600, 0, 0)Apre la porta seriale e laimposta a 9600 Baud.

• Call LCDInitializeInizializza il display.

La visualizzazione di dati,risultati ed informazioni èsicuramente un puntomolto importante dellamaggior parte delle appli-cazioni elettroniche, sianoesse uno strumento, unRobot o anche un PersonalComputer. Quale periferica può svol-gere questo compitomeglio di un Display LCD?NetMedia ha la soluzione

ottimale a questo proble-ma. Un display con 2 lineedi 16 caratteri ognuna. È sufficiente una portaseriale, quindi un solo pin,pochi semplici comandi e levostre applicazioni potran-no finalmente comunicarecon il mondo esterno.Per mezzo di semplicicomandi è possibile con-trollare tutte le funzioni delDisplay:

• Luminosità e contrasto su256 livelli.

• Programmazione di ottocaratteri speciali.

• Tre tipi di cursore:

block, underline e hid-den.

• La velocità di comunica-zione della porta RS232da 2400 a 9600 Baud.

Ecco un esempio di pro-grammazione in basicimpiegando un microcon-trollore BasicX:

in v

etri

narubriche

DISPLAY LCDSERIALE 2X16CARATTERI

Dalla NetMedia un Display LCD facilmente pilotabile via portaseriale, con 1 solo filo.

di Luigi Carnevale

[email protected]

Il display LCD Seriale 2x16 Figura 1

Public Sub Main()

Call LCDOpenSerialPort(1, 9600, 0, 0)

Call LCDInitialize

Call LCDMoveCursor(1, 1)

Call LCDPutStr("Hello world!")

End Sub

Tabella delle connessioni

GND Connessione della massa

+5 Alimentazione +5V

RX Ingresso Seriale (RS232 o livello logico)

RX*Ingresso Seriale (Invertito) (RS232 o livello logico)

LEDS V+Alimentazione della retroilluminazione (5V 100mA)

RUBRICHE 109

• Call LCDMoveCursor(1, 1)Posiziona il cursore sullaprima riga al primo carat-tere.

• Call LCDPutStr("Helloworld!")Scrive “Hello world!”.

Con la stessa semplicitàè possibile utilizzare unmicrocontrollore qualsia-si, sia esso un PicMicro oun Basic Stamp. Ma è anche utilizzabile unPersonal Computer o unpalmare, l’unico requisito èuna porta seriale.La presenza di un connetto-re a 5 pin sul lato posterio-re, facilita le operazioni diconnessione, permettendola veloce disconnessionedel modulo e favorendone,quindi, la possibilità d’utiliz-zo in più applicazioni. Questo modulo LCD è sicu-ramente un oggetto moltointeressante e utile in milleapplicazioni, di costo con-tenuto e di facile utilizzo,una volta provato sarà diffi-cile farne a meno!

rubriche

Esempio di connessione con la porta seriale di un PC Figura 2

Esempio di connessione con un microcontrollore BasicX BX24 Figura 3

Disposizione dei connettori Figura 4 Electronic shop 25

RUBRICHE110

ACOUSTIC BOX 3.0:UNO STRUMENTOINDISPENSABILE!

ACOUSTIC BOX 3.0:UNO STRUMENTOINDISPENSABILE!

rubriche

in v

etrin

a

COS’È ACOUSTIC BOX 3.0Dalla rielaborazione dellericerche elettroacustiche diVance Dickason e tecnichedi costruzione della Scuolastatunitense RockfordFosgate, nasce AcousticBox 3.0, uno dei pochi soft-ware esistenti dedicato allaprogettazione di sub-woo-fer ad elevata pressioneSPL, dinamici e compatti, ecrossover passivi dedicati,ovvero un insieme potentis-simo che assicura una per-fetta realizzazione praticad’impianti hi-fi per applica-zioni car e home. Grazie adAcoustic Box 3.0 è possibileprogettare autonomamen-te diffusori personalizzatisenza dover più ricorrere aiprogetti standard fornitidalle case costruttrici dialtoparlanti. AcousticBox 3.0 (in italiano, perPC, per Windows) è

dotato della nuova fun-zione AOF (AutomaticOptimize Function) che,in base al tipo di perfor-mance sonora desideratadall’installatore (dinamica,potenza SPL), ricerca auto-maticamente i valori otti-mali per la perfetta taraturadei diffusori, risparmiandotempo e ottenendo risultatiimpossibili da calcolaremanualmente. Inserendo ilsolo codice dell’altoparlan-te di qualunque casacostruttrice, sono calcolatiautomaticamente con asso-luta scientificità: risposta infrequenza (visualizzata inun grafico), volume del box(inclusi gli ingombri dell’al-toparlante e del tuboreflex), dimensioni del tubod’accordo e, grazie alla fun-zione “Box designer”,anche il piano di taglio deipannelli personalizzati in

“www.pianetamusica.org”.Adesso, invece, cerchiamodi entrare più nel merito,parlando di una delle tanteprogettazioni possibili.

SUBWOOFER “4° ORDINEBAND-PASS”Impegnandosi un po’ dipiù nella costruzione delbox, si possono riuscire adottenere risultati incompa-rabili con la tecnologia“passa banda”. Con questatecnologia si ha una mag-giore libertà di progetto, inquanto si possono persona-lizzare la sensibilità, il livellodi dinamica e la banda pas-sante, attraverso un’oppor-tuna scelta dei volumi(cassa chiusa e cassa reflex),le frequenze d’accordo e lefrequenze di taglio inferioree superiore. Con questosistema si riesce a guada-gnare fino a “8 dB” in più

base allo spessore dellegno scelto ed alle pro-prie esigenze di spazioed estetica, segnalandoeventuali incompatibilitànella costruzione e lerelative soluzioni.In base ai parametri dell’al-toparlante e le frequenzedi taglio del crossoverscelto, sono calcolati i valo-ri delle induttanze e deicondensatori. La disponibi-lità di una guida contestua-le in linea facilita anche alprimo approccio l’utilizzodel software. Il pacchettocomprende il manuale ope-rativo, l’assistenza tecnicasoftware e consulenza allaprogettazione on-line.Per le altre informazioni dicarattere generale consi-gliamo di visitare il sitointernet di Pianeta Musica(autrice e distributrice delsoftware) all’indirizzo:

Nello scorso numero di Fare Elettronica, Pianeta Musica ci haofferto in esclusiva un’anteprima su Acoustic Box 3.0, lanuovissima versione dell’ormai famoso software dedicato allaprogettazione d’impianti audio hi-fi. Vogliamo approfittare diquesto secondo appuntamento per familiarizzare con alcuniaspetti del pacchetto applicativo di cui tanti lettori, appassionatidell’«audio fai da te» ma anche semplici curiosi, hanno richiestoinformazioni nel mese d’Aprile.

RUBRICHE 111

rubriche

rispetto alla sensibilità del-l’altoparlante in aria libera.La progettazione offerta daAcoustic Box 3.0 amplificale potenzialità di questo dif-fusore, grazie alla possibilitàdi scegliere il “livello dismorzamento” (che influi-sce sull’ampiezza e altezzadi banda) e il “fattore dimerito di banda passante”(che determina il livello disensibilità e contribuiscealla definizione dell’ampiez-za di banda). La progetta-zione “4° ordine band-pass” è presentata su un“pannello di lavoro”, cheidealmente ricorda quello

degli attrezzi che, ogni pro-fessionista ed ogni bravocostruttore, cura e custodi-sce gelosamente: è possibi-le personalizzare di tutto,dallo spessore del legno alnumero e disposizionedegli altoparlanti, la quanti-tà e la forma del tubo d’ac-cordo, proprio per dareall’utente la possibilità dipersonalizzare ed interveni-re sul diffusore al fine diottenere quel risultato, si,proprio quello che ha inmente il progettista primadi mettersi all’opera!La possibilità di aggiungereun secondo altoparlante

durante la progettazione,ad esempio, trasforma ilsistema a “carico simme-trico” (questa è un’altradefinizione del diffusore dicui stiamo parlando) inmodo che con la caratteri-stica configurazione“push-pull”, oltre allanotevole riduzione dell’in-gombro, rispetto al caricosimmetrico consente disfruttare al massimo lepotenzialità degli altopar-lanti con minor rischio didanneggiamento, grazie alraddoppio della tenuta inpotenza dovuta all’equi-paggiamento di un secon-

do altoparlante.Tecnicamente il sistema a“carico simmetrico” è unacassa chiusa con l’aggiuntadi un filtro acustico passabanda (cassa reflex) conroll-off di 24 dB/ott., inserie con la radiazione fron-tale dell’altoparlante carica-to in cassa chiusa. Tantipotrebbero non capirenulla da tale definizioneapparentemente molto tec-nica e masticabile solo dagliesperti, ma Acoustic Box3.0 maschera tutte le diffi-coltà dell’utente, ragiona alposto suo, suggerisce lamigliore soluzione e garan-

Varie fasi della progettazione del diffusore “4° ordine band-pass” descritto in questo articolo. Figure 1a/1d

RUBRICHE112

rubriche

tisce il miglior risultato intermini di efficienza e quali-tà del suono. L’installatoresi limita ad inserire i para-metri di Thiele-Small e lecaratteristiche dimensionalidell’altoparlante (che sonoutilizzate per il calcolo auto-matico del volume d’in-gombro dell’altoparlantenella fase finale di sviluppodel box), in modo automa-tico tramite l’importazionedal comodo database alto-parlanti precaricato (edaggiornabile).A questo punto l’AutomaticOptimize Function (AOF),attraverso un processo disimulazione della risposta infrequenza sui parametri diThiele-Small (Qts, Vas,ecc.), calcola tutti i valori diQbp (fattore di merito dibanda passante della cassachiusa), segnalando l’inter-vallo di valori ottimali, tra iquali scegliere in base altipo di risposta desiderata(alta dinamica, SPL “spin-to”). Per la scelta del Qbp, ilmanuale operativo del pro-gramma offre una chiaratrattazione. Scelto il Qbp,Acoustic Box 3.0 calcola: il

volume della cassa chiusa edella cassa reflex, la rispostain frequenza specificando lafrequenza di taglio inferioreFl (-3 dB), quella superioreFh (-3 dB) e la frequenzad’accordo Fb raccomanda-ta. Se la banda simulatanon soddisfa le aspettative,è sufficiente variare il valoredi Qbp e/o gli altri parame-tri quali, ad esempio, il livel-lo di smorzamento, fino adottenere la risposta ricerca-ta (vedere figura della rispo-sta in frequenza). In basealla frequenza d’accordoFb, l’AOF ricava un interval-lo consigliato di valori didiametro del tubo reflexche assicurano un’emissio-ne d’aria senza turbolenzein modo da conferire al dif-fusore la massima linearitàdi risposta (un diffusore“senza fischi e né soffi”).Grazie al fatto di poter sce-gliere il diametro del tubod’accordo, l’installatore tro-verà senz’altro quellodisponibile sul mercato.Non appena inserito il dia-metro del tubo, AcousticBox 3.0 ne calcola la lun-ghezza, monitorando e

segnalando eventuali pro-blemi di costruzione. Dopoaver calcolato i volumi(cassa chiusa e reflex), sipassa alla seconda fase, cheprevede l’utilizzo dell’utilityintegrata “box designer”per scegliere e dimensiona-re la forma del box. Maquesta sarà meglio trattatanei nostri prossimi appun-tamenti. L’offerta pubblica-ta sullo scorso numero diFare Elettronica ha riscossoun grosso successo, per cuiPianeta Musica ha deciso dirinnovarla in occasione diquesta seconda presenta-zione: è possibile richiedereil cd-rom del programma asoli € 4,90. Si riceve in 24-48 ore la versione “demo“che a differenza dei soli inu-tili programmi dimostrativiè parzialmente ed illimitata-mente utilizzabile nellaparte dedicata al test degliimpianti (generatore di fre-quenza, tracce audio-test) ein alcune funzioni riguar-danti i crossover (masterdei circuiti stampati prontida realizzare, schemi elettri-

ci, progettazione reti diattenuazione, ecc.). L’attivazione di una delledue versioni completedisponibili (Professional eHome) può essere effettua-ta in un secondo momentodal computer sul quale èinstallato il demo.Per richiedere il cd-rom ènecessario inviare la richie-sta tramite l’appositomodulo presente nel sitointernet di Pianeta Musica,all’indirizzo www.pianeta-musica.org. Per chi non haproprio la possibilità di col-legarsi ad internet è possibi-le effettuare il versamentotramite bollettino di contocorrente postale inviandonela ricevuta via fax specifican-do in modo chiaro e leggi-bile i propri dati per la spe-dizione. Nel prossimonumero torneremo a parlaredi Acoustic Box 3.0, dellaprogettazione dei crossover,di box designer e di tantoaltro ancora… intanto gode-tevi il cd-rom a € 4,90!

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** Per spedizioni in 24-48 ore inviare la ricevuta del versamentovia fax al n. 0882.375700. Per ricevere il CD-ROM in contrassegno, pagando alpostino alla consegna, effettuare l’ordine attraverso il modulo presente nel sito webPer informazioni: 0882.375700, 368.7487637 (responsabile tecnico-commerciale)

Acoustic Box 3.0*

Electronic shop 26

Il generatore di frequenze incluso in Acoustic Box 3.0. Figura 2

RUBRICHE114

rubriche

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Grifo

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06RECORD DI DENSITÁPER LA NUOVA SRAM SINCRONA DICYPRESS SEMICONDUCTORPer ulteriori informazioni visitare il sitohttp://www.cypress.com

07CONSEGNATI I PREMI EDN “INNOVATION OFTHEYEAR 2002”Per ulteriori informazioni visitare il sitohttp://www.edn.com

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11GUIDO ALL’USO DEI DISPLAY LCDINTELLIGENTI (SECONDA PARTE)Per ulteriori informazioni contattare:

Maurizio Del Corso - [email protected]

12RIVELATORE PORTATILE DI GASPer ulteriori informazioni contattare:

Marco Masotti - [email protected]

13IL BUS I2C (SECONDA PARTE):ESEMPI APPLICATIVIPer ulteriori informazioni contattare:

Mariano Paolizzi - [email protected]

14STORIA DI UN RELÈPer ulteriori informazioni contattare:

Maurizio Cugola - [email protected]

15L’INTERFACCIA MIDI E IL COMPOSITOREDELL’ERA DIGITALE (SECONDA PARTE)Per ulteriori informazioni contattare:

Riccardo Ricci - [email protected]

16LE INTERFACCE SERIALI RS-232Versione 2.0a Luglio 2001

Copyright © 2001-2003, Vincenzo Villa

Permission is granted to copy, distribute and/or

modify this document under the terms of the

GNU Free Documentation License, Version 1.1 or

any later version published by the Free Software

Foundation; with no Invariant Sections, with no

Front-Cover Texts and with no Back-Cover Texts.

A copy of the license is included in the section

entitled "GNU Free Documentation License".

GNU Free Documentation License

Il documento GNU FDL, disponibile sul sito

http://www.gnu.org anche in versione italiana, è

parte integrante di questo documento e ne con-

tiene i termini di utilizzo.

Per ulteriori informazioni contattare:

Vincenzo Villa - [email protected]

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17AMPLICATORE TV CANALE H2 600 mWPer ulteriori informazioni o per l’acquisto dei

circuiti stampati forati e stagnati, contattare:

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18PREAMPLIFICATORE PER 1240 MHz DA 18DB/NF 1,2 DBPer ulteriori informazioni contattare:

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19LE FUORI SERIEPer ulteriori informazioni contattare:

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24BUSSOLA ELETTRONICA CMPS03Per ulteriori informazioni contattare:

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26ACOUSTIC BOX 3.0:UNO STRUMENTO INDISPENSABILE!

Questa rubrica contienetutte le informazioninecessarie per contattaregli autori degli articoli edeventualmente acquistarei kit proposti.Fate riferimento al numeroriportato alla fine di ogniarticolo.

01CIRCUITI DI CONTROLLODELL’ALIMENTAZIONE PER LNBSATELLITARI DA STMICROELECTRONICSPer ulteriori informazioni visitare il sitohttp://www.st.com

02STMICROELECTRONICS PRESENTA UNCHIPSET ZIPPERWIRE™Per ulteriori informazioni visitare il sitohttp://www.st.com

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04PLASMON: IL DEBUTTO DI UDOPer ulteriori informazioni visitare il sitohttp://www.plasmon.com

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