schema elettrico

schema elettrico
Μιχροτελεχαµερε
ε τελεχαµερε συ
σχηεδα
α ϖιδεοσορϖεγ
Λ
λιαν
ζα α
Μοδ
ελ
ΧΜΟ λι
Σ
δα
ΦΡ302 − Ευρο 56,00
πορτατα δι µανο
ΦΡ301 − Ευρο 27,00
ΦΡ300 − Ευρο 23,00
χιρ
σταµ χυιτο
πατο
Τιπο:
ςια Αδιγε, 11 − 21013 ΓΑΛΛΑΡΑΤΕ (ςΑ)
Τελ. 0331/799775 − Φαξ. 0331/778112 − ωωω.φυτυρανετ.ιτ
∆ισπονιβιλι πρεσσο ι µιγλιορι νεγοζι δι ελεττρονιχα
ο νελ νοστρο πυντο ϖενδιτα δι Γαλλαρατε (ςΑ).
Χαραττεριστιχηε τεχνιχηε ε ϖενδιτα ον−λινε αλλ’ινδιριζζο: ωωω.φυτυρανετ.ιτ
Μοδ
ελλι
ΦΡ220 − Ευρο 96,00
Ελεµεντο σενσιβιλε:
Ρισολυζιονε:
Σενσιβιλιτ◊:
Οττιχα:
Αλιµενταζιονε:
∆ιµενσιονι:
σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
(χολορι)
(Β/Ν)
1/3” ΧΜΟΣ
1/3” ΧΜΟΣ
380 Λινεε Τς
240 Λινεε Τς
3 Λυξ (Φ1.4)
2 Λυξ (Φ1.4)
φ=6 µµ, Φ1.6
φ=4,9 µµ, Φ2.8
5ςδχ − 10µΑ
5ςδχ − 10µΑ
20ξ22ξ26µµ
16ξ16ξ15µµ
ΦΡ220Π − Ευρο 125,00 ΦΡ125 − Ευρο 44,00
ΦΡ126 − Ευρο 52,00
σιστεµα
στανδαρδ
ΧΧΙΡ (Β/Ν)
1/4” ΧΜΟΣ
240 λινεε Τς
0,5 Λυξ (Φ1.4)
φ=3,1 µµ, Φ3.4
ΠΙΝ−ΗΟΛΕ
7 −12ςδχ − 20µΑ
8,5ξ8,5ξ10µµ
σιστεµα
στανδαρδ
ΧΧΙΡ (Β/Ν)
1/3” ΧΜΟΣ
380 Λινεε Τς
0,5 Λυξ (Φ1.2)
φ=5 µµ, Φ4.5
ΠΙΝ−ΗΟΛΕ
12ςδχ − 50µΑ
27,5ξ17ξ18µµ
σιστεµα
στανδαρδ
ΠΑΛ (χολορι)
1/3” ΧΜΟΣ
380 Λινεε Τς
3 Λυξ (Φ1.2)
φ=5 µµ, Φ4.5
ΠΙΝ−ΗΟΛΕ
12ςδχ − 50µΑ
20,5ξ28ξ17µµ
Στεσσο µοδελλο χον οττιχα
φ=3,6µµ
ΦΡ125/3.6 − Ευρο 48,00
Στεσσο µοδελλο χον οττιχα
φ=3,6µµ
ΦΡ126/3.6 − Ευρο 56,00
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
(Β/Ν)
1/3” ΧΜΟΣ
240 Λινεε Τς
2 Λυξ (Φ1.4)
φ=7,4 µµ, Φ2.8
5ςδχ − 10µΑ
21ξ21ξ15µµ
ΧΑΜΖΩΧΜΜ1 −
Ευρο 26,00
ΧΑΜΧΟΛΜΗΑ5 −
Ευρο 44,00
ΧΑΜΖΩΒΛΑ3 −
Ευρο 34,00
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
(Β/Ν)
1/4” ΧΜΟΣ
380 Λινεε Τς
0,5 Λυξ (Φ1.4)
σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ
(χολορι)
1/3” ΧΜΟΣ
380 Λινεε Τς
1,5 Λυξ (Φ2.0)
σιστεµα στανδαρδ
ΧΧΙΡ (Β/Ν)
1/4” ΧΜΟΣ
240 Λινεε Τς
0,1 Λυξ (1.2)
φ=2,2 µµ
φ=2,8 µµ
φ=3,6µµ Φ.2.0
8ςδχ − 100µΑ
18ξ18ξ17µµ
8ςδχ − 100µΑ
26ξ21ξ18µµ
9−12ςδχ − 500µΑ
54ξ38ξ28µµ
Χονφεζιονε χοµπλετα δι
αλιµεντατορε δα ρετε.
Χονφεζιονε χοµπλετα δι
αλιµεντατορε δα ρετε.
Χ ΜΟ
Σ
σιστεµα
στανδαρδ
ΧΧΙΡ (Β/Ν)
Ελεµεντο σενσιβιλε: 1/4” ΧΜΟΣ
240 λινεε Τς
Ρισολυζιονε:
0,5 Λυξ (Φ1.4)
Σενσιβιλιτ◊:
φ=3,5 µµ, Φ2.6
Οττιχα:
ΠΙΝ−ΗΟΛΕ
7 −12ςδχ − 50µΑ
Αλιµενταζιονε:
8,5ξ8,5ξ15 µµ
∆ιµενσιονι:
Τιπο:
Μοδ
ελλι
ΧΧ∆
ιν Β
/Ν
Τιπο:
Ελεµεντο σενσιβιλε:
Ρισολυζιονε:
Σενσιβιλιτ◊:
Οττιχα:
Αλιµενταζιονε:
∆ιµενσιονι:
Μοδ
ελ
ΧΧ∆ λι
α ΧΟ
ΛΟΡΙ
Τιπο:
Ελεµεντο σενσιβιλε:
Ρισολυζιονε:
Σενσιβιλιτ◊:
Οττιχα:
Αλιµενταζιονε:
∆ιµενσιονι:
ΦΡ72 − Ευρο 48,00
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
1/3” ΧΧ∆
400 Λινεε Τς
0,3 Λυξ (Φ2.0)
φ=3,6 µµ, Φ2.0
12ςδχ − 110µΑ
32ξ32ξ27µµ
Στεσσο µοδελλο χον οττιχα:
• φ=2,5 µµ ΦΡ72/2.5 € 48,00
• φ=2,9 µµ ΦΡ72/2.9 € 48,00
• φ=6 µµ ΦΡ72/6 € 48,00
• φ=8 µµ ΦΡ72/8 € 48,00
• φ=12 µµ ΦΡ72/12 € 48,00
• φ=16 µµ ΦΡ72/16 € 48,00
ΦΡ89 − Ευρο 95,00
σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ
1/4” ΧΧ∆
380 Λινεε Τς
0,2 Λυξ (Φ1.2)
φ=3,7 µµ, Φ2.0
12ςδχ − 80µΑ
32ξ32ξ32µµ
Στεσσο µοδελλο χον
οττιχα:
•φ=2,9µµ
ΦΡ89/2.9 € 95,00
ΦΡ72/ΠΗ − Ευρο 46,00
ΦΡ72/Χ − Ευρο 46,00
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
1/3” ΧΧ∆
400 Λινεε Τς
0,5 Λυξ (Φ2.0)
φ=3,7 µµ, Φ3.5
12ςδχ − 110µΑ
32ξ32ξ20µµ
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
1/3” ΧΧ∆
400 Λινεε Τς
ιν φυνζιονε δελλ’οβιεττιϖο
−
12ςδχ − 110µΑ
32ξ32µµ
ΦΡ89/ΠΗ − Ευρο 95,00
ΦΡ89/Χ − Ευρο 95,00
σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ
1/4” ΧΧ∆
380 Λινεε Τς
1 Λυξ (Φ1.2)
φ=5,5 µµ, Φ3.5
12ςδχ − 80µΑ
32ξ32ξ16µµ
σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ
1/4” ΧΧ∆
380 Λινεε Τς
0,5 Λυξ (Φ1.2)
−
12ςδχ − 80µΑ
32ξ34ξ25µµ
ΦΡ72/ΛΕ∆ − Ευρο 50,00
Ιλ µοδυλο δισπονε
δι ατταχχο στανδαρδ
περ οβιεττιϖι δι τιπο
Χ/ΧΣ.
σιστεµα στανδαρδ ΧΧΙΡ
1/3” ΧΧ∆
400 Λινεε Τς
0,01 Λυξ
φ=3,6 µµ, Φ2.0
12ςδχ − 150µΑ
55ξ38µµ
ΦΡ168 − Ευρο 110,00
Ιλ µοδυλο δισπονε δι
ατταχχο στανδαρδ περ σιστεµα στανδαρδ ΠΑΛ
οβιεττιϖι δι τιπο
1/4” ΧΧ∆
Χ/ΧΣ.
380 Λινεε Τς
2 Λυξ (Φ2.0)
φ=3,7 µµ, Φ2.0
12ςδχ − 65µΑ
26ξ22ξ30µµ
Στεσσο µοδελλο χον
οττιχα:
•φ=5,5µµ
ΦΡ168/ΠΗ € 110,00
Τυττι ι πρεζζι σονο δα ιντενδερσι ΙςΑ ινχλυσα.
SOMMARIO
ELETTRONICA IN
www.elettronicain.it
Rivista mensile, anno VI n. 51
LUGLIO / AGOSTO 2000
Direttore responsabile:
Arsenio Spadoni
([email protected])
Responsabile editoriale:
Carlo Vignati
([email protected])
Redazione:
Paolo Gaspari, Clara Landonio,
Alessandro Cattaneo, Angelo Vignati,
Alberto Ghezzi, Alfio Cattorini,
Andrea Silvello, Alessandro Landone,
Marco Rossi, Alberto Battelli.
([email protected])
DIREZIONE, REDAZIONE,
PUBBLICITA’:
VISPA s.n.c.
v.le Kennedy 98
20027 Rescaldina (MI)
telefono 0331-577982
telefax 0331-578200
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Annuo 10 numeri L. 64.000
Estero 10 numeri L. 140.000
Le richieste di abbonamento vanno
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98, 20027 Rescaldina (MI)
telefono 0331-577982.
Distribuzione per l’Italia:
SO.DI.P. Angelo Patuzzi S.p.A.
via Bettola 18
20092 Cinisello B. (MI)
telefono 02-660301
telefax 02-66030320
Stampa:
Industria per le Arti Grafiche
Garzanti Verga s.r.l.
via Mazzini 15
20063 Cernusco S/N (MI)
Elettronica In:
Rivista mensile registrata presso il
Tribunale di Milano con il n. 245
il giorno 3-05-1995.
Una copia L. 8.000, arretrati L. 16.000
(effettuare versamento sul CCP
n. 34208207 intestato a VISPA snc)
(C) 1996 ÷ 2000 VISPA s.n.c.
Spedizione in abbonamento postale
45% - Art.2 comma 20/b legge 662/96
Filiale di Milano.
Impaginazione e fotolito sono realizzati in
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tutti i Paesi. I circuiti descritti su questa
rivista possono essere realizzati solo per
uso dilettantistico, ne è proibita la realizzazione a carattere commerciale ed industriale. L’invio di articoli implica da parte
dell’autore l’accettazione, in caso di pubblicazione, dei compensi stabiliti
dall’Editore. Manoscritti, disegni, foto ed
altri materiali non verranno in nessun
caso restituiti. L’utilizzazione degli schemi
pubblicati non comporta alcuna responsabilità da parte della Società editrice.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
9
INTERFACCIA PC - ANTIFURTO AUTO GSM/SMS
Per visualizzare direttamente su una cartina geografica la posizione dei
veicoli dotati del sistema antifurto GSM/GPS descritto il mese scorso.
Il messaggio di allarme SMS viene convertito in una stringa NMEA0183 che
viene poi applicata alla porta seriale di un PC e visualizzata (da un apposito
programma di georeferenziazione) all’interno di una cartina digitalizzata.
18 COMANDO VOCALE 20 / 40 CANALI
Scheda ad alta tecnologia capace di riconoscere da 20 a 40 parole
preventivamente memorizzate, associandole ad altrettante combinazioni
logiche visualizzate mediante un display utile anche durante le fasi
dell’apprendimento. Prima parte.
27 CORSO DI PROGRAMMAZIONE PIC 16F87X
Lo scopo di questo Corso è quello di introdurvi alla programmazione dei
microcontrollori Flash della famiglia PIC16F87X. Utilizzando una semplice
demoboard e un qualsiasi programmatore low-cost, realizzeremo una
completa stazione di test con la quale verificare routine di comando per
display LCD, 7 segmenti, buzzer, e di lettura di segnali analogici e digitali.
37 RICEVITORE A BATTERIE
Per venire incontro alla tendenza che vuole dispositivi sempre più
autonomi dalla rete a 220 V, ecco un valido ricevitore monocanale
per comando a distanza alimentato a batterie.
47 COSTRUIRE UNA BICI ELETTRICA
Come trasformare una “due ruote” tradizionale in una bici elettrica,
ecologica, sicura e comoda per girare in città e fuori senza troppa fatica e
spendendo pochi soldi. Vediamo insieme come fare. Terza parte.
55 CORSO DI PROGRAMMAZIONE HTML
Internet, terminologia sul mondo delle reti, problemi di routing, gateway
e bridge, protocollo TCP/IP socket di connessione, DNS, protocolli FTP,
HTTP, mail, news e telnet, HTML, introduzione a Java, come allestire un
webserver: una full-immersion nel futuro che è già realtà! Quarta puntata.
63 SOFTWARE PER MODULO GEN-LOCK
Programma in Visual Basic col quale pilotare in tempo reale il gen-lock
video descritto il mese scorso. L’impiego di questo software consente di
editare, in maniera semplice, le scritte e le altre informazioni da
sovrapporre all’immagine video.
69 MINISIRENA A NOTA MODULATA
Efficace e potente avvisatore acustico adatto ad impianti d’allarme capace
di emettere un suono particolarmente penetrante grazie ad un trasduttore
piezoelettrico caricato; il basso consumo consente un’ampia autonomia
anche nel funzionamento con batteria a caduta di positivo.
75 IL SEGNALE VIDEOCOMPOSITO
Come nasce l’immagine che vediamo in televisione e come viene inviata
ad un monitor o ad un videoregistratore; teoria e pratica del segnale
videocomposito, quello disponibile nelle prese SCART dei moderni
apparecchi domestici e professionali. Seconda parte.
Mensile associato
all’USPI, Unione Stampa
Periodica Italiana
Iscrizione al Registro Nazionale della
Stampa n. 5136 Vol. 52 Foglio
281 del 7-5-1996.
1
Titti i prezzi si intendono IVA inclusa.
zi
Prez i per
c ia l
spe ntità
qua
Una serie di prodotti che consentono di collegare qualsiasi periferica dotata di linea seriale ad una LAN di tipo Ethernet.
Firmware aggiornabile da Internet, software disponibile gratuitamente sia per Windows che per Linus.
EM100 Ethernet Module
DS100 Serial Device Server
! Convertitore completo
10BaseT/Seriale;
Realizzato appositamente per collegare
qualsiasi periferica munita di porta seriale ad una LAN tramite una connessione Ethernet. Dispone di un indirizzo
IP proprio facilmente impostabile
tramite la LAN o la porta seriale.
Questo dispositivo consente di realizzare
apparecchiature "stand-alone" per numerose
applicazioni in rete. Software e firmware disponibili gratuitamente.
[
- Euro
]
DS202R Tibbo
Ultimo dispositivo Serial Device Server
nato in casa Tibbo, è perfettamente
compatibile con il modello DS100 ed è
caratterizzato da dimensioni estremamente compatte. Dispone di porta
Ethernet 10/100BaseT, di buffer
12K*2 e di un più ampio range di alimentazione che va da 10 a 25VDC.
Inoltre viene fornito con i driver per il corretto funzionamento in ambiente
Windows e alcuni software di gestione e di
programmazione.
]
EM200 Ethernet Module
Si differenzia dagli altri moduli Tibbo per la disponibilità di
una porta Ethernet compatibile 100/10BaseT e per le
ridotte dimensioni (32.1 x 18.5 x 7.3 mm). Il modulo è
pin-to pin compatibile con il modello EM120 ed utilizza lo stesso software messo a punto per tutti gli
altri moduli di conversione Ethernet/seriale.
L'hardware non comprende i filtri magnetici per la
porta Ethernet. Dispone di due buffer da 4096 byte e
supporta i protocolli UDP, TCP, ARP, ICMP (PING) e
DHCP.
[
- Euro
[
- Euro
EM202EV Ethernet Demoboard
]
Scheda di valutazione per i moduli EM202 Tibbo.
Questo circuito consente un rapido apprendimento delle funzionalità del modulo
di
conversione
Ethernet/seriale
EM202 (la scheda viene fornita con un
modulo). Il dispositivo può essere utilizzato come un Server Device standalone. L'Evaluation board implementa un
pulsante di setup, una seriale RS232 con
connettore DB9M, i led di stato e uno stadio switching al quale può essere applicata la tensione di alimentazione (9-24VDC).
Modulo di conversione Seriale/Ethernet integrato all'interno di un connettore RJ45. Particolarmente compatto, dispone di quattro led di segnalazione posti
sul connettore. Uscita seriale TTL full-duplex e
half-duplex con velocità di trasmissione sino a 115
Kbps. Compatibile con tutti gli altri moduli Tibbo e
con i relativi software applicativi. Porta Ethernet
compatibile 100/10BaseT.
[
]
- Euro
Tabella di comparazione delle caratteristiche dei moduli Ethernet Tibbo
EM120
EM100
EM200
EM202
Codice Prodotto
Collegamenti
Porta Ethernet
Filtro
Connettore Ethernet (RJ45)
Pin
10BaseT
RJ45
100/ 10BaseT
Via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Tel. 0331/799775 - Fax. 0331/778112
Esterno
Esterno
Porta seriale
TTL; full-duplex (adatto per RS232/ RS422) e half-duplex (adatto per RS485); linee disponibili (full-duplex mode): RX, TX, RTS, CTS,
DTR, DSR; Baudrates: 150-115200bps; parity: none, even, odd, mark, space; 7 or 8 bits.
Porte supplementari I/ O
per impeghi generali
2
Dimensioni Routing buffer
Corrente media assorbita (mA)
Temperatura di esercizio (° C)
Dimensioni (mm)
5
0
x2 b
510 x 2 bytes
50
Ambiente
46,2 x 28 x 13
35 x 27,5 x 9,1
220
55° C
x1
]
E’ anche disponibile il kit completo comprendente oltre al Servial Device Server
DS202R, l’adattatore da rete (12VDC/500mA) e 4 cavi che permettono di collegare il DS202R alla rete o ai dispositivi con interfaccia seriale o Ethernet
-K - Euro
[
].
EM202 Ethernet Module
- Euro
]
[Disponibile anche nella versione con porta multistandard RS232 / RS422 /
- Euro
].
RS485, codice prodotto
Simile al modulo EM100 ma con dimensioni più contenute. L'hardware comprende una porta Ethernet
10BaseT, una porta seriale, alcune linee di I/O
supplementari per impieghi generici ed un processore il cui firmware svolge le funzioni di
"ponte" tra la porta Ethernet e la porta seriale. Il terminale Ethernet può essere connesso direttamente ad una presa RJ45 con filtri mentre dal lato "seriale" è possibile una connessione diretta con microcontrollori, microprocessori,
UART, ecc.
- Euro
- Euro
Server di Periferiche Seriali in grado
di collegare un dispositivo munito di
porta seriale RS232 standard ad una
LAN Ethernet, permettendo quindi l’accesso a tutti i PC della rete locale o da
Internet senza dover modificare il software esistente. Dispone di un indirizzo IP ed implementa i protocolli UDP, TCP, ARP e ICMP. Alimentazione a 12 volt con
assorbimento massimo di 150 mA. Led per la segnalazione di stato e la connessione alla rete Ethernet.
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! Compatibile con il
modulo EM100.
x7
230
40° C
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elettronica o nel nostro punto vendita
di Gallarate (VA).
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www.futuranet.it
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LETTERE
IL MODULO
DUAL-IN-LINE
Sto montando il “cartellino orario”
con trasponder da voi proposto qualche mese fa, ed ho quasi completato le
varie schede; ho acquistato i microcontrollori già programmati dalla ditta
Futura Elettronica, ma non sono ancora riuscito a reperire il modulo RealTime-Clock necessario all’unità di
base. A dire il vero ho trovato l’RTC,
ma non in versione SMD, perché il
negoziante dispone solamente del tipo
dual-in-line. Va bene ugualmente?
Francesco Veratti - Como
Grossi problemi non ce ne sono, anche
perché la piedinatura è la stessa (fai
riferimento al data-sheet del componente); per i collegamenti puoi utilizzare dei corti spezzoni di filo, oppure
modificare opportunamente il circuito
stampato. Il cablaggio comunque è
minimo e non dovrebbe creare problemi.
MA COS'E'
IL DUTY-CYCLE?
Nelle specifiche di numerosi circuiti,
nonché in quelle dei generatori di
forma d'onda, si parla sempre di un
parametro, il duty-cycle, espresso in
percentuale; di cosa si tratta?
Andrea Saluzzo - Palermo
Il duty-cycle (traduzione in inglese di
"ciclo di lavoro") è un fattore che definisce solitamente le onde quadre e rettangolari, ovvero i segnali a "scatto",
sia unidirezionali che alternati; esprime
il rapporto tra la durata dell'impulso a
livello alto ed il periodo, e serve per
molte misure di laboratorio, nonché per
determinare la dissipazione di potenza
di dispositivi di commutazione e alimentatori switching, nonché per l'analisi degli amplificatori lineari. Per fare
un esempio, immaginiamo di avere
un'onda rettangolare alla frequenza di
100 Hz, il cui livello alto, in un perioElettronica In - luglio / agosto 2000
do, dura 5 millisecondi; siccome il
periodo (1/f) è pari a 1/100=0,01 s (10
ms) possiamo calcolare il duty-cycle
con la seguente formula: dc=Ti/T nella
quale Ti è la durata del livello alto,
mentre T è il periodo, pari all'inverso
della frequenza f, ovvero, nel nostro
caso, 10 millisecondi. Applicando i
valori alla relazione sopra esposta
vediamo che: dc=5ms/10ms=0,5. Il
duty-cycle vale 0,5, ovvero l'impulso
dura l'esatta metà del periodo, quindi
l'onda è una quadra perfetta.
Il duty-cycle si esprime normalmente
in percentuale, quindi dc=0,5 equivale
al 50%, cosa che conferma la perfetta
forma quadra della nostra onda. Valori
minori del 50% indicano che l'impulso
dura meno della pausa, mentre numeri
più elevati significano che il livello
positivo è più lungo della pausa
seguente. Nel campo delle misure di
laboratorio, conoscere il duty-cycle
può essere utile per calcolare la dissipazione di un transistor: se esso è pilotato con un'onda quadra con dc al 50%,
sappiamo che la potenza dissipata è
pari a metà di quella che verrebbe
smaltita applicando i valori di tensione
e corrente in continua; quindi, se tra
collettore ed emettitore cadono 0,5 V
con 2 ampère di corrente, la potenza
ammonta a metà di 0,5V x 2A = 1 W,
quindi mezzo watt.
SERVIZIO
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TECNICA
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relativo agli stessi è disponibile il nostro servizio di consulenza tecnica che risponde
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LA MEMORIA
“CACHE”
Nelle specifiche dei microprocessori
più moderni ed in quelle delle mainboard, oltre che negli articoli delle riviste di settore, ricorre spesso il termine
“memoria cache” o “cache-memory”;
esso appare solitamente tra le caratteristiche di main-board e processori, e
credo di aver capito che più è alto il
valore in KByte e migliori sono le prestazioni del prodotto. C’è poi la distinzione tra cache di livello 1 e di secondo livello sapete dirmi qualcosa in più?
Alessandro Poretti - Milano
La cache-memory di un microprocessore è una particolare RAM nella quale
vengono scritte le istruzioni relative
agli ultimi comandi eseguiti, ed è particolarmente utile quando la CPU deve
eseguire operazioni ripetitive: infatti in
questo caso aumenta decisamente la
velocità di lavoro, perché il processore
non deve “prendere” sempre i dati dalla
RAM esterna o dall’hard-disk, ma può
attingere nella sua cache, che gli è
direttamente accessibile. Ovviamente,
maggiore è la quantità di cachememory e migliori sono le prestazioni
di un computer in termini di velocità:
infatti, in 128 KB si possono contenere
determinati dati e, ovviamente, con 512
il processore può contare su una quantità quadrupla di informazioni “pronte”
per l’uso. Quanto ai due livelli, solitamente vengono definite due memorie:
la cache L1 e la L2: la prima è quella
normalmente integrata nel chip, ed è
solitamente di piccola capacità (8 KB
per le CPU i486, 32 KB per i Pentium
e K5, ecc.) anche se nei dispositivi più
recenti quali l’Athlon dell’AMD raggiunge 128 KB; lavora alla medesima
frequenza di clock del microprocessore. Invece la cache level 2 è esterna,
(salvo che nei Pentium Pro, Pentium II,
Pentium III e Athlon, nei quali è incorporata), può raggiungere 1 MB, e funziona ad una velocità tipicamente
dimezzata rispetto a quella della CPU.
3
LA CHIAVE
ELETTRONICA
Di recente ho acquistato un'auto
nuova, della quale ho scoperto che la
chiave di accensione viene definita, nel
manuale d'uso, “elettronica”: in pratica la vettura è provvista di un immobilizzatore che ne impedisce l'avviamento anche se nel quadro si inserisce una
chiave duplicata dal ferramenta. Da
quel che ho capito, ci vuole proprio l'originale perché dopo l'inserimento trasmette il proprio codice ad un ricevitore posto nel cruscotto. Tuttavia ciò che
non mi è chiaro è come la chiave possa
trasmettere segnali, visto che sembra
sigillata e che non richiede alcuna
pila; con cosa si alimenta?
Roberto Domenichella - Pavia
Da diversi anni anche nelle automobili
di classi medie e piccole viene montato
un sistema immobilizzatore che si basa
su dispositivi detti “trasponder” che
abbiamo trattato nei nostri articoli
(fascicoli 20, 22, 46 e 50).
Sostanzialmente si tratta di microchip
alimentati mediante una bobina ed un
raddrizzatore, che sfruttano il campo
elettromagnetico indotto dal ricevitore/lettore. Il lettore irradia costantemente un'onda elettromagnetica (solitamente a 125 KHz) che investendo la
bobina del trasponder determina ai suoi
capi una differenza di potenziale la
quale, una volta raddrizzata, permette
di alimentare il microchip che si attiva
ed invia tramite una propria uscita gli
impulsi corrispondenti al codice
memorizzato, impulsi che pilotano un
fet il quale va a caricare la bobina; un
condensatore evita lo spegnimento del
chip quando il transistor si chiude.
Per effetto della reazione d'indotto, la
variazione di carico sul solenoide del
trasponder determina analoghe variazioni di corrente nell'avvolgimento del
lettore: amplificando e squadrando i
soli cambiamenti di assorbimento dopo
averli disaccoppiati con un condensatore, è possibile ricavare un treno di
impulsi che costituisce il codice del
chip posto nel trasponder.
Nelle autovetture la bobina irradiante è
solitamente posta attorno al blocchetto
di accensione, e la centralina del lettore è collocata a breve distanza, protetta
dal rivestimento della plancia o sotto il
4
piantone dello sterzo. Proprio per il
fatto di eccitarsi sotto l'effetto del
campo elettromagnetico a 125 KHz
prodotto dal lettore, il trasponder non
richiede alcuna alimentazione esterna:
è dunque questo il motivo per cui non
vedi alcuno sportello per la pila. La
chiave è dunque passiva, ma oltre ad
emettere il proprio codice è anche
capace di memorizzarne uno, cosa che
viene fatta in fabbrica o quando si chiede al concessionario un duplicato della
chiave elettronica (in questo caso viene
solitamente richiesto il Key Code)
mediante una procedura di autoapprendimento. Se vuoi conoscere meglio i
trasponder consulta gli articoli riportati
nei fascicoli 20 e 22, oppure i più
recenti n° 46 e 50.
chiave a trasponder
IL BOOSTER
DOMESTICO
Dovendo sonorizzare un piccolo
ambiente casalingo ho bisogno di un
amplificatore ad alta fedeltà che però
non dia grande potenza (i muri di casa
sono sottili, ed i vicini assai irritabili…) perciò, dopo aver letto l’articolo
del booster proposto nel fascicolo 49 di
Elettronica In, mi è balenata l’idea di
utilizzare tale progetto come finale hifi, ovviamente realizzandone due esemplari per arrivare ad una versione stereofonica. Tuttavia, non essendo un
grande esperto sono trattenuto da
alcuni dubbi: ad esempio, un booster
per auto può funzionare in casa? Se sì,
con quale alimentatore? E poi, come
posso pilotarlo? Va bene il classico
preamplificatore con controllo di toni
usato per i finali domestici?
Salvatore Manetti - Roma
Non c’è alcuna controindicazione per
l’uso del booster in casa: per farlo funzionare devi alimentarlo con 12 ÷ 14
volt possibilmente stabilizzati, ovvero
ricavati da un alimentatore non regolato capace di erogare una corrente di
circa 5 ampère per la versione mono,
ed almeno 8 A per quella in stereo.
Ricorrendo all’alimentatore libero, la
soluzione migliore è procurarsi un trasformatore con primario a 220 V, 50
Hz, e secondario da 10 V, 8 A (85 VA)
al quale collegare un ponte raddrizzatore da 80 V, 15 A ed una batteria di condensatori elettrolitici da 16 V per complessivi 15000 microfarad.
Come preamplificatore puoi utilizzare
qualsiasi circuito di quelli previsti per i
finali “da casa”, purché fornisca in
uscita almeno 1 Veff. Qui trovi illustrato uno schema per l’alimentazione,
dove il transistor MJ802 richiede un
dissipatore di calore da 2 °C/W. Lo
schema è previsto per l’alimentazione
di una versione stereofonica dell’amplificatore.
l’alimentazione
del booster
Elettronica In - luglio / agosto 2000
ον−λινε
Servizio on-line di vendita moduli Aurel con spedizione in 24/48 ore.
Modello
Ricevitore superterodina FM 433 MHz
ΝΕΩ
Economico ricevitore supereterodina FM di dati digitali modulati in FSK operante alla frequenza di 433,92 MHz. Elevata selettività e sensibilità garantiscono ottime prestazioni di immunità ai disturbi. Bassa tensione di uscita in assenza di portante. In
accordo con le Normative Europee.
ΡΞ−4ΜΦ1
Ευρο 15,00
Alimentazione: 5V; consumo: 6mA; frequenza: 433.92MHz; sensibilità: -111dBm; banda passante RF a -3dB: 600kHz; banda passante IF a 3dB: 70 kHz; dimensioni: 40 x 17,4 x 5,5mm.
Modello
ΑΧ−ΡΞ2
Ευρο 5,00
Ricevitore per HCSxxx -106 dBm
ΝΕΩ
Ricevitore a radiofrequenza ad alta sensibilità e basso costo ottimizzato per essere utilizzato con la famiglia HCSxxx
Microchip. Condensatore variabile, basso assorbimento, alta immunità ai disturbi di alimentazione e bassa radiazione in
antenna. In accordo con le Normative Europee.
Alimentazione: +5V; consumo: 2.5mA; frequenza: 433.92MHz; sensibilità: -106 dBm; dimensioni: 38,1 x 12,3 x 3mm.
Modello
Trasmettitore SAW 868 MHz con antenna
ΝΕΩ
Modulo trasmettitore SAW con antenna integrata, ideale per applicazioni ove sia richiesta la massima potenza irradiabile e
il minimo ingombro in termini di spazio occupato.
ΤΞ−8Λ25ΙΑ
Ευρο 13,00
Alimentazione: 3V; consumo: 2.5mA (con duty cycle 50%); frequenza: 868,3MHz; potenza di uscita (E.R.P.): 25mW; emissione RF spurie:
-50dB; frequenza di modulazione: 5kHz; dimensioni: 56 x 18,5 x 5mm.
Modello
Ricetrasmettitore lungo raggio 2,4 GHz
ΝΕΩ
Il transceiver a lungo raggio XTR-CYP-24 implementa il modulo Cypress CYWM6935 LRTM 2.4GHz DSSS Radio SoC e ne
aumenta la potenza RF (ERP) fino a 15 dBm (rispetto a 0 dBm del modulo originale) consentendo di raggiungere una portata
di circa 150 metri. Opera nella banda libera ISM (Industrial, Scientific and Medical) a 2.4GHz e offre un sistema radio completo per l’integrazione in dispositivi nuovi o esistenti. Soluzione ideale per automazione domestica e industriale.
ΞΤΡ−ΧΨΠ−24
Ευρο 22,00
Alimentazione: 3,3V; consumo: 0,25 µA (stand-by) - 60mA (RX mode) - 100mA (TX mode); modulazione: GFSK; sensibilità in ricezione:
-95dB; potenza RF (ERP) in trasmissione: 10mW; numero di canali: 78; larghezza canale: 1MHz; dimensioni: 35 x 25mm.
Modello
ΞΤΡ−7020Α−4
Ευρο 38,00
ΝΕΩ
Ricetrasmettitore multicanale
Il transceiver multicanale XTR-7020A-4 rappresenta una ulteriore soluzione semplice ed economica al problema della ricetrasmissione dati in radiofrequenza. Il microprocessore integrato incapsula i dati entranti in logica TTL RS-232 in pacchetti
evitando all'utente la necessità di scrivere routine software per la gestione della ricetrasmissione. L’ XTR-7020A-4 permette,
tramite la programmazione di registri interni, la gestione della canalizzazione (10 canali sulla banda a 434MHz), della velocità dei dati seriali (9600-19200-38400-57600-115200 bps, impostabili tramite pin di input) e della potenza RF irradiata (da
-8 a +10 dBm). Soluzione ideale per automazione industriale, radio modem, controllo accessi.
Caratteristiche
Modello
ςδχ Σενσιβιλιτ◊
Φρεθυενζα
ΡΦ
Ricetrasmettitori radio FM ad alta velocità
ςελοχιτ◊ δι
τρασµισσιονε
ΞΤΡ−434
+5ς
−100 δΒµ
433.92 ΜΗζ 100 Κβπσ
ΞΤΡ−434Λ
+5ς
103 δΒµ
433.92 ΜΗζ 50 Κβπσ
ΞΤΡ−869
+5ς
−100 δΒµ
869.95 ΜΗζ 100 Κβπσ
Moduli ricetrasmettitori operanti sulle bande 434/869
MHz. Elevata immunità ai campi elettromagnetici interfeΕυρο 38,00 renti ed elevata potenza di trasmissione. Due limiti di
baud-rate per ottimizzare le singole esigenze di ricetraΕυρο 38,00
smissione dati. Scambio RX/TX ultravoce. Conforme alle
Ευρο 44,00 Normative Europee EN 300 220, EN 301 489 e EN 60950.
Caratteristiche
Modello
Link seriali di ricetrasmissione, radiomodem
ςδχ
Φρεθυενζα
Ποτενζα
δ’υσχιτα
Πορτατα
ΩΙΖ−434−ΣΜΛ−ΙΑ/5ς
+5ς ∼30 µΑ
433,92 ΜΗζ
3µΩ
∼100 µ
Ευρο 66,00
ΩΙΖ−434−ΣΜΛ−ΙΑ/12ς
+915ς ∼30 µΑ
433,92 ΜΗζ
3µΩ
∼100 µ
Ευρο 66,00
ΩΙΖ−869−ΤΡΣ
+915ς ∼30 µΑ
869,85 ΜΗζ
3,3µΩ
∼100 µ
Ευρο 70,00
ΩΙΖ−903−Α4
+5ς ∼40 µΑ
433−434 ΜΗζ
0.13µΩ
∼100 µ
Ευρο 44,00
ΩΙΖ−903−Α8
+5ς ∼40 µΑ
868−870 ΜΗζ
0.13µΩ
∼100 µ
Ευρο 38,00
ΞΤΡ−903−Α4
03ς ∼40 µΑ
433−434 ΜΗζ
0.1510µΩ
∼100 µ
Ευρο 38,00
ΞΤΡ−903−Α8
03ς ∼40 µΑ
868−870 ΜΗζ
0.1510µΩ
∼100 µ
Ευρο 44,00
Moduli ricetrasmettitori
ideali per sostituire un collegamento seriale via cavo
mediante una connessione
wireless RF half-duplex con
velocità di trasmissione
seriale selezionabile tra
9600, 19200, 57600 e
115200 bps.
Disponibili per le bande
434/869 MHz; l’antenna
risulta integrata sul circuito
stampato.
Ινφορµαζιονι, δατασηεετ ε ορδινι ον−λινε: ωωω.φυτυρανετ.ιτ
∪ υν∋ινιζιατιϖα: Φυτυρα Ελεττρονιχα ςια Αδιγε, 11 − 21013 Γαλλαρατε (ςΑ) − Τελ. 0331/799775 − Φαξ. 0331/778112 − εµαιλ: φυτυρανετ≅φυτυρανετ.ιτ
HIGH TECH
di Arsenio Spadoni
ul precedente numero della rivista abbiamo presentato un originale ed efficace sistema antifurto
per auto che sfrutta le reti GPS e GSM per l’invio, in
caso di allarme, di un messaggio SMS al telefonino del
proprietario della vettura con l’indicazione dello stato
d’allarme e della posizione dell’automobile. Il nostro è
un antifurto di tipo “personale”, nel senso che l’allarme
viene inviato direttamente al proprietario e non ad una centrale operativa, come avviene in molti
sistemi del genere. Si
dà quindi per scontato che la persona che utilizza
questo sistema
possegga un cellulare GSM e che
lo tenga sempre in
funzione. La posizione della vettura, a
prescindere dal fatto
che il sistema sia
entrato in allarme, può essere richiesta in qualsiasi
momento e viene sempre inviata all’utente sotto forma
di SMS. Il messaggio contiene le coordinate geografiche espresse in gradi, minuti e secondi, facilmente trasformabili da chi ha un po’ di dimestichezza con questi
dati in un punto su una mappa geografica. Il progetto
10
proposto in queste pagine consente invece di visualizzare automaticamente questo punto all’interno di una
cartina digitalizzata caricata su un PC e gestita da un
apposito programma. Non solo. Il messaggio di allarme
SMS viene ricevuto da un modem GSM e dal relativo
hardware di conversione dei dati: il tutto collegato alla
porta seriale del PC per la lettura immediata del dato da
parte del programma di
gestione cartografica. In
pratica, una volta ricevuto il primo allarme
sul proprio telefonino, il proprietario
della vettura può
attivare questo
sistema per
seguire
in
tempo reale
il percorso
della vettura rubata. Ma
proseguiamo con ordine ricordando brevemente, a beneficio di quanti avessero perso il precedente fascicolo della rivista, le caratteristiche principali del
sistema antifurto. Il dispositivo utilizza un modulo
GSM bibanda Falcom A2D, un ricevitore GPS della
Garmin (mod. GPS-25) con la relativa antenna, una
antenna GSM piatta, un sistema di controllo con due
microcontrollori, un circuito di sintesi vocale a più
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Per visualizzare
direttamente su una
cartina stradale la
posizione dei veicoli
dotati del sistema
antifurto GSM/GPS
descritto il mese scorso. Il
messaggio di allarme
SMS viene convertito in
una stringa NMEA0183
che viene poi applicata
alla porta seriale di un
PC e visualizzata (da un
apposito programma di
localizzazione)
all’interno di una cartina
digitalizzata.
messaggi ed un efficace alimentatore switching. Il
cablaggio delle varie parti (ad eccezione, ovviamente,
delle antenne) è stato curato in tutti i dettagli al fine di
ottenere un dispositivo dalle dimensioni contenute,
molto compatto e perciò facilmente occultabile all’interno dell’automobile. Questo circuito va collegato
all’uscita
dell’impianto di
allarme
montato
sulla vettura; diamo
dunque per
scontato
che esista
già
un
impianto di
allarme tradizionale
con sensori
ad ultrasuoni, sirena ed eventualmente blocco motore. Di questo
impianto, dunque, sfruttiamo una qualsiasi uscita sulla
quale sia disponibile un livello logico che passi da
basso ad alto (o viceversa) in caso di allarme. Per attivare il dispositivo è necessario inserire nel modulo
GSM qualsiasi SIM valida, anche prepagata e con un
Elettronica In - luglio / agosto 2000
valore minimo. Il consumo telefonico è infatti limitato
agli SMS di allarme. Sulla SIM utilizzata nell’unità
remota va memorizzato il numero del telefonino al
quale il sistema deve inviare l’SMS di allarme. Il circuito dispone anche di due uscite a relè che possono
essere attivate in modalità remota in qualsiasi momento e non
solo durante il ciclo di
allarme.
Questi contatti potranno essere
utilizzati,
ad esempio,
per
bloccare il
circuito di
accensione,
le portiere,
per
fare
suonare il
clacson, eccetera. Per attivare le due uscite, ma anche
per selezionare le altre funzioni è sufficiente chiamare
con un telefonino (o con un telefono fisso) il numero
della SIM utilizzata nell’unità remota. Una voce sintetizzata ci chiederà innanzitutto di digitare la password
di accesso al sistema per poi guidarci tra le varie opzio11
ni dandoci la possibilità di attivare
una o entrambe le uscite; potremo
anche ordinare al sistema l’invio di un
SMS con le coordinate della vettura.
Per scegliere tra le varie opzioni disponibili è sufficiente agire sui pulsanti
della tastiera. Ciascun comando viene
confermato dalla solita voce sintetizzata. Il messaggio SMS con le coordinate
mento del circuito presentato il mese
scorso che, lo ribadiamo, può operare
in abbinamento al cellulare GSM del
proprietario della vettura qualora, per
quanto riguarda la posizione, ci si
accontenti dell’indicazione delle coordinate. Se invece si desidera qualcosa
di ancora più sofisticato, ecco - descritto in queste pagine - come fare per
visualizzazione la posizione della vet-
schema elettrico
viene ovviamente inviato al cellulare il
cui numero è stato memorizzato nella
SIM dell’unità remota. Ovviamente, in
caso di allarme, l’SMS viene inviata
automaticamente. Fin qui il funziona-
tura tramite Personal Computer. Il
sistema è composto, oltre che dal PC,
da una interfaccia a microcontrollore
nella quale viene utilizzato un modem
GSM, da un software di gestione carto-
grafica e da una serie di cartine più o
meno dettagliate. Il software è lo stesso
da noi utilizzato in passato in progetti
analoghi ma nella versione 3.0 che presenta alcune migliorie rispetto alla precedente release. Le cartine digitalizzate
e georeferenziate possono essere acquistate ma possono anche essere realizzate con uno scanner partendo da mappe
cartacee. L’hardware, infine, viene
descritto dettagliatamente in questo
articolo. Il sistema funziona nel
seguente modo: il messaggio SMS
inviato dall’unità remota viene ricevuto
dal modulo GSM utilizzato nell’interfaccia; il microcontrollore presente
sulla stessa scheda lo elabora e lo trasforma in una stringa in formato
NME0183 che viene inviata alla porta
seriale del PC. Questo dato viene letto
dal programma di gestione cartografica
il quale sceglie e carica tra le cartine in
memoria quella interessata alle coordinate in arrivo, quindi visualizza la cartina ed al suo interno il punto preciso in
cui si trova la vettura. Il simbolo grafico del target può essere scelto tra varie
possibilità: visto che di automobili si
tratta conviene scegliere il logo di
un’automobilina. Detto questo non
vendita componenti elettronici
rivenditore autorizzato:
V i a Va l S i l l a r o , 3 8 - 0 0 1 4 1 R O M A - t e l . 0 6 / 8 1 0 4 7 5 3
12
Elettronica In - luglio / agosto 2000
piano di montaggio
COMPONENTI
R1: 10 KOhm
R2: 2,2 KOhm
C1: 10 µF 35VL
tantalio
C2: 10 µF 35VL
tantalio
C3: 10 µF 35VL
tantalio
C4: 10 µF 35VL
tantalio
C5: 220 µF 25VL
elettrolitico
C6: 470 µF 16VL
elettrolitico
C7: 100 nF multistrato
U1: MAX232
U2: PIC12C672
programmato ( MF341)
U3: 7805 regolatore
LD1: LED rosso 5mm
GSM: Falcom A2D
Varie:
- zoccolo 4 + 4;
- zoccolo 8 + 8;
- morsettiera 2 poli;
- connettore DB9F;
- connettore A2/15;
- antenna GSM bibanda;
- stampato cod. S341.
resta che affrontare la descrizione dell’interfaccia per PC. Come si vede
nello schema elettrico pubblicato nella
pagina di sinistra, il dispositivo è composto da un modem cellulare Falcom
A2D, da un convertitore di livello
MAX232 (U1), da un microcontrollore
PIC16C672 opportunamente programmato e da pochi altri componenti. Il
modem cellulare utilizzato (A2D) è l’e-
voluzione del modello a 900 MHz
(A2); la nuova versione, pur mantenendo le stesse dimensioni del modello
precedente, è in grado di operare sia a
900 che a 1.800 MHz. In pratica si
tratta di un bibanda che andrà a sostituire definitivamente la precedente versione. Oltre a poter operare su due
bande, il nuovo modello è sicuramente
più affidabile rispetto al precedente, sia
dal punto di vista meccanico che per
quanto riguarda la componentistica
elettronica ed il relativo firmware.
Sono parecchi mesi che utilizziamo la
nuova versione senza aver riscontrato
alcuno dei problemi che hanno afflitto
la serie precedente. Dal punto di vista
meccanico e dei collegamenti questo
modulo è identico al precedente: sono
infatti disponibili sul fondo tre connettori a 4, 6 e 40 pin; frontalmente, vicino all’alloggiamento per la SIM, è
invece presente un connettore a 15 pin
con tutte le connessioni che servono in
questo caso. Ai pin 10, 11 e 12 va
applicata la tensione positiva di alimentazione (5 volt) mentre i pin 13, 14 e 15
vanno collegati a massa. Il terminale n.
3 rappresenta il SOFT_ON ed è connesso al positivo di alimentazione
mediante una resistenza da 10 Kohm. Il
cellulare necessita di una tensione di
alimentazione di 5 volt; a riposo il circuito assorbe 36 mA mentre in collegamento (audio o dati) l’assorbimento
sale a 350 mA circa. Nel nostro caso il
consumo è sempre minimo in quanto il
modem non si connette mai con un
altro utente ma riceve semplicemente
gli SMS inviati dall’unità remota tramite il canale di controllo della rete
GSM. Il modem cellulare è collegato
mediante una linea seriale al microcontrollore U2 che gestisce i messaggi in
Il prototipo
dell’interfaccia per PC a
montaggio ultimato. Il
dispositivo utilizza un
modem cellulare bibanda
Falcom A2D a cui è
affidato il compito di
ricevere gli SMS con le
coordinate geografiche
inviati dall’unità remota
montata sulla vettura.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
13
arrivo. Al pin 1 del cellulare fa capo la
linea di uscita (TX) mentre i segnali in
arrivo debbono essere inviati al pin 2
(RX). La connessione tra le linee del
micro e quelle del cellulare non può
essere effettuata direttamente in quanto il livello di ingresso/uscita dell’A2D
è standard RS232 (+/- 12 volt) mentre
quello del micro è di tipo TTL ( 0/5
volt). E’ dunque necessario utilizzare
un apposito integrato che converta i
segnali RS232 in TTL e viceversa, in
funzione del tipo di collegamento. Nel
nostro caso il segnale del pin 1 del cellulare (livello RS232) viene trasformato in TTL dal driver del MAX232 che
fa capo ai pin 8 e 9; sul terminale del
micro GP1 (pin 6) troviamo perciò lo
stesso segnale a livello TTL.
Analogamente l’uscita GP0 del micro è
connessa al pin di ingresso del cellulare (terminale 2) tramite il driver del
MAX232 che fa capo ai pin 10 e 7. Se
per trasformare un segnale RS232 in un
segnale TTL non ci sono problemi
(basta eliminare la semionda negativa e
ridurre il livello di quella positiva), per
effettuare l’operazione opposta è
necessario disporre, come minimo, di
una tensione duale di +/- 12 volt. Ma
dove troviamo una siffatta tensione se
il circuito viene alimentato con soli 5
volt? Nessun problema, pensa a tutto
l’integrato della Maxim che dispone al
suo interno di un circuito elevatore
(positivo e negativo) a pompa capacitiva in grado di generare i due potenziali. Ovviamente la corrente a disposizione è minima ma più che sufficiente per
questo tipo di applicazione. Del circuito elevatore fanno parte i condensatori
elettrolitici C1÷C4: sul piedino 2 del
MAX232 possiamo misurare una tensione positiva doppia (10 volt circa)
rispetto a quella di alimentazione mentre sul piedino 6 troviamo la stesso
potenziale con polarità invertita (ovvero - 10 volt circa). Queste tensioni vengono utilizzate internamente per alimentare i driver che effettuano la conversione da TTL a RS232. Ma torniamo al funzionamento del cellulare. Il
microcontrollore verifica in continuazione se sono arrivati nuovi messaggi
SMS; in caso affermativo preleva i dati
relativi alle coordinate li rielabora e
trasforma l’informazione in una stringa
compatibile con il protocollo
NME0183. Questo dato, disponibile
14
L’unità remota collegata all’impianto antifurto della vettura è stata
descritta sul fascicolo 50 di Elettronica In. In caso di furto questo circuito
invia al telefonino del proprietario un messaggio di allarme contenente
anche le coordinate geografiche della vettura. Per visualizzare
automaticamente la posizione della vettura all’interno di una cartina è
necessario utilizzare il progetto descritto in queste pagine.
sul pin GP4, viene inviato alla porta
seriale del computer. Anche in questo
caso interviene il MAX232 per trasformare il livello del segnale da TTL a
RS232. Infatti la porta GP4 (pin 3 del
micro) è connessa al driver di U1 che fa
capo ai pin 11 e 14 e l’uscita di quest’ultimo stadio è collegata al DB9
della seriale. L’altra linea che fa capo
alla seriale del PC (pin 2 del DB9) è
invece collegata al pin GP5 del micro
tramite il driver di conversione
RS232/TTL che fa capo ai pin 13 e 12
del MAX232. La stringa NMEA0183
con i dati riguardanti la posizione viene
inviata per cinque volte al PC; subito
dopo il messaggio SMS viene cancellato dalla memoria del modem cellulare
ed il micro si predispone per la ricezione di un altro SMS. Normalmente il
led collegato al pin 5 del micro lampeggia con una frequenza di circa un
secondo; quando il modem riceve un
SMS il led resta acceso fisso per circa
2 secondi. La stringa NME0183 inviata
al PC è del tutto simile a quella disponibile all’uscita di qualsiasi ricevitore
GPS. Pertanto il nostro software di
gestione cartografica elabora l’informazione, carica la cartina relativa e
visualizza il punto senza alcun problema. Per alimentare l’interfaccia è pos-
Il “cuore”
della nostra
interfaccia è
rappresentato dal
microcontrollore
PIC12C672 della Microchip
che è in grado di trasformare le
informazioni contenute nell’SMS
di allarme in una stringa con
protocollo NMEA0183; questa è del
tutto simile a quella che potrebbe inviare
qualsiasi ricevitore GPS. Pertanto il software
di gestione cartografica da noi utilizzato elabora
l’informazione, carica la cartina relativa e visualizza il punto senza alcun problema.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
il software di localizzazione
Per visualizzare la posizione della vettura
all’interno di una cartina, abbiamo utilizzato
l’ultima versione (3.0) del software di gestione
cartografica Fugawi (distribuito in Italia dalla
Futura Elettronica col codice FUGPS/SW). Nel
box riportiamo le schermate più significative
ottenute durante le prove dell’interfaccia.
sibile utilizzare una tensione continua
compresa tra 8 e 15 volt; lo stabilizzatore a tre pin U3 (un comune 7805)
consente di ottenere il potenziale di 5
volt necessario al funzionamento dei
vari stadi. L’assorbimento complessivo
non supera i 50 mA. Per rendere operativo il dispositivo è necessario collegare al modem cellulare un’antenna GSM
e, soprattutto, inserire nell’apposito
alloggiamento una SIM valida. Non
solo, bisogna programmare la SIM
montata nell’unità remota in modo da
indirizzare gli SMS di allarme al numero telefonico della SIM inserita nella
nostra interfaccia. Per la connessione
al PC è sufficiente un cavo seriale con
connettori DB9. Il programma da noi
utilizzato è il Fugawi Versione 3.0 distribuito in Italia dalla ditta Futura
Elettronica (cod. FUGPS/SW), uno dei
più noti ed apprezzati software di localizzazione. Questo software non dispone di default di cartine dettagliate ma
solo di mappe continentali che consentono di capire se il programma funziona correttamente ma non certo di localizzare un veicolo. Per questo motivo è
necessario utilizzare delle cartine digitali dettagliate che vanno normalmente
acquistate ma che possono anche essere realizzate in proprio utilizzando uno
scanner e delle comuni mappe su carta.
Il software, infatti, consente in maniera
rapida e precisa di digitalizzare e georeferenziare qualsiasi tipo di cartina.
Detto ciò non resta che occuparci dell’aspetto pratico di questo progetto, la
costruzione dell’interfaccia.
IN PRATICA
Come si vede nelle illustrazioni, tutti i
componenti che fanno parte dell’interfaccia sono montati su un apposito circuito stampato. Anche il modem cellulare è fissato a questa basetta tramite
quattro viti. Per i collegamenti è neces-
PER IL MATERIALE
Schema a blocchi dell’integrato
convertitore di livello MAX232.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Il progetto descritto in queste pagine è disponibile in scatola
di montaggio (cod. FT341K) al prezzo di 58.000 lire. Il kit
comprende il circuito stampato, tutti i componenti, il micro
già programmato e il cavo di connessione al PC. Non è compreso il modem cellulare Falcom A2D (lire 744.000) né la
relativa antenna cod. ANTGSMPB-F (lire 56.000). Il microcontrollore programmato è disponibile anche separatamente (cod. MF341) al prezzo di 25.000 lire. Il software di localizzazione (cod. FUGPS/SW) costa 340.000. Ricordiamo che
l’unità remota (cod. FT334K) è disponibile a lire 1.680.000.
Tutti i prezzi sono comprensivi di IVA. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina
(MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.
Nuovo indirizzo:
Futura Elettronica srl via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Tel. 0331-799775 Fax. 0331-792287 http://www.futurashop.it
15
il flow chart
del micro MF341
Al software contenuto nel
microcontrollore PIC12C672 della
Microchip è affidata la gestione
dell’intera interfaccia. Le funzioni
svolte sono rappresentate in maniera
essenziale dal diagramma di flusso
riportato a fianco. Dopo aver
inizializzato le porte di
ingresso/uscita ed aver verificato
che il cellulare si sia connesso alla
rete GSM, il microcontrollore entra
in un loop verificando la presenza
di nuovi messaggi SMS in arrivo. In
caso affermativo i dati riguardanti
le coordinate geografiche vengono
elaborati e trasformati in una
stringa con protocollo standard
NMEA0183, facilmente
interpretabile da qualsiasi
programma di localizzazione.
Questa stringa viene inviata al PC
per 5 volte dopodiché l’SMS viene
cancellato dalla memoria del
cellulare ed il micro ritorna nel
ciclo di lettura precedente. Il PIC
pilota anche un led che segnala
quando il modem cellulare ha
ricevuto un nuovo SMS.
sario utilizzare il connettore frontale a
15 poli rispettando le indicazioni dello
schema elettrico e del piano di cablaggio. Per il montaggio di U1 e U2 utiliz-
16
zate gli appositi zoccoli; in considerazione del limitato assorbimento di corrente non è necessario impiegare per
U3 un dissipatore di calore. Inserite
quindi tutti gli altri componenti facendo attenzione all’orientamento degli
elementi polarizzati. Date alimentazione e verificate che a valle del regolatore
7805 sia presente una tensione di 5 volt
esatti. Spegnete il circuito, inserite nel
modem cellulare una SIM valida, collegate l’interfaccia al PC e caricate il programma di localizzazione. Ovviamente
dovrete programmare l’unità remota col
numero della SIM utilizzata nell’interfaccia. In pratica il dispositivo di allarme montato nella vettura dovrà inviare
l’SMS al numero telefonico della nostra
interfaccia. Il programma di localizzazione va settato in funzione della porta
utilizzata e della velocità di connessione. Per fare ciò entrate nel menu
Settings/GPS/Settings/ChangePort da
dove potrete selezionare la porta e la
velocità (che va impostata a 9.600
baud). Selezionate anche le funzioni
Auto Load Map nonché il target che
desiderate visualizzare. Quando arriva
un SMS di allarme, il led resta acceso
per un paio di secondi e subito dopo
l’indicatore del programma che segnala
la presenza di una stringa valida cambia
colore passando da rosso a verde. Il software carica automaticamente la cartina
interessata e visualizza il punto corrispondente. Attivando le funzioni Track è
possibile disegnare il percorso della
vettura collegando con una spezzata i
vari punti dai quali sono stati inviati gli
SMS. Per visualizzare sul Log del programma il contenuto delle stringhe in
arrivo è sufficiente selezionare il menu
Settings/ GPS/Log e cliccare sulla casella Active. La finestra col Log può esser
tenuta aperta per controllare il contenuto delle stringhe in arrivo.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Χοντρολλο αχχεσσι ε ϖαρχηι
χον τρανσπονδερ αττιϖι ε πασσιϖι
ΧΟΝΤΡΟΛΛΟ ςΑΡΧΗΙ Α ΜΑΝΙ ΛΙΒΕΡΕ
Σιστεµα χον πορτατα δι χιρχα 3∼4 µετρι ρεαλιζζατο χον τρανσπονδερ
αττιϖο (ΜΗ1ΤΑΓ). Λ’υνιτ◊ δι χοντρολλο πυ∫ φυνζιοναρε σια ιν
µοδαλιτ◊ στανδ−αλονε χηε ιν αββιναµεντο αδ υν ΠΧ. Εσσα ιµπιεγα
υν µοδυλο δι γεστιονε ΡΦ (ΜΗ1), υνα σχηεδα δι χοντρολλο (ΦΤ588Κ)
εδ υν’αντεννα α 125 κΗζ (ΜΗ1ΑΝΤ). Ιλ σιστεµα δισπονε δι προτοχολ−
λο αντιχολλισιονε εδ  ιν γραδο δι γεστιρε χεντιναια δι ΤΑΓ αττιϖι.
ΜΟ∆ΥΛΟ ∆Ι ΓΕΣΤΙΟΝΕ ΡΦ
ΠΟΡΤΑΧΗΙΑςΙ ΧΟΝ ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ
Τρασπονδερ πασσιϖο αδαττο περ σιστεµι α 125 κΗζ.
Προγραµµατο χον χοδιχε υνιϖοχο α 64 βιτ.
ςερσιονε πορταχηιαϖι.
ΤΑΓ−1 − ευρο 3,50
ΠΟΡΤΑΧΗΙΑςΙ ΧΟΝ ΤΕΣΣΕΡΑ ΙΣΟΧΑΡ∆
Μοδυλο δι γεστιονε δελ χαµπο ελεττροµαγνετιχο α
125 κΚΗζ ε δει σεγναλι ραδιο ΥΗΦ; δα υτιλιζζαρε υνι−
ταµεντε αλ κιτ ΦΤ588Κ εδ αι µοδυλι ΜΗΤΑΓ ε ΜΗ1ΑΝΤ
περ ρεαλιζζαρε υν χοντρολλο αχχεσσι α ∀µανι λιβερε∀ ιν
τεχνολογια ΡΦΙ∆. Ιλ µοδυλο ϖιενε φορνιτο γι◊ µοντατο
ε χολλαυδατο.
Τρασπονδερ πασσιϖο αδαττο περ σιστεµι α 125 κΗζ.
Προγραµµατο χον χοδιχε υνιϖοχο α 64 βιτ.
ςερσιονε τεσσερα ΙΣΟ.
ΤΑΓ−2 − ευρο 3,50
ΜΗ1 − ευρο 320,00
ΣΙΣΤΕΜΙ ΧΟΝ ΠΧ
ΣΧΗΕ∆Α ∆Ι ΧΟΝΤΡΟΛΛΟ
Σχηεδα δι χοντρολλο α µιχροχοντρολλορε δα αββιναρε αι
δισποσιτιϖι ΜΗ1, ΜΗ1ΤΑΓ ε ΜΗ1ΑΝΤ περ ρεαλιζζαρε υν
σιστεµα δι χοντρολλο αχχεσσι α ∀µανι λιβερε∀ χον τεχ−
νολογια ΡΦΙ∆.
ΦΤ588Κ − ευρο 55,00
ΑΝΤΕΝΝΑ 125 ΚΗΖ
Αντεννα αχχορδατα α 125 κΗζ δα υτιλιζζαρε νελ σιστε−
µα δι χοντρολλο αχχεσσι α ∀µανι λιβερε∀. Ιν αββιναµεν−
το αλ µοδυλο ΜΗ1 χονσεντε δι χρεαρε υν χαµπο
ελεττροµαγνετιχο λα χυι πορτατα ραγγιυνγε ι 3∼4
µετρι. Λ∋αντεννα ϖιενε φορνιτα µοντατα ε ταρατα.
ΜΗ1ΑΝΤ − ευρο 45,00
ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ ΑΤΤΙςΟ ΡΦΙ∆
Τεσσερα ΡΦΙ∆ αττιϖα (125 κΗζ/433 ΜΗζ) δα υτιλιζζαρε
νελ σιστεµα δι χοντρολλο αχχεσσι α ∀µανι λιβερε∀. Λα
τεσσερα ϖιενε φορνιτα µοντατα ε χολλαυδατα ε χοµπλε−
τα δι βαττερια αλ λιτιο.
ΜΗ1ΤΑΓ − ευρο 60,00
ΛΕΤΤΟΡΕ ∆Ι ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ ΡΣ485
Χονσεντε δι ρεαλιζζαρε υν σιστεµα χοµποστο δα υν µασσιµο δι
16 λεττορι δι τρανσπονδερ πασσιϖι (χοδ ΦΤ470Κ) ε δα υνα υνιτ◊
δι ιντερφαχχια ϖερσο ιλ ΠΧ (χοδ ΦΤ471Κ). Ιλ χολλεγαµεντο τρα ιλ
ΠΧ ε λ’ιντερφαχχια αϖϖιενε τραµιτε πορτα σεριαλε ιν φορµατο
ΡΣ232. Λα χοννεσσιονε τρα λ’ιντερφαχχια εδ ι λεττορι δι τραν−
σπονδερ  ινϖεχε ρεαλιζζατα τραµιτε υν βυσ ΡΣ485. Ογνι λεττο−
ρε δι τρανσπονδερ (χοδ ΦΤ470Κ) χοντιενε αλ συο ιντερνο 2 ρελ
λα χυι αττιϖαζιονε ο δισαττιϖαζιονε ϖιενε χοµανδατα ϖια σοφτ−
ωαρε. Ιλ δισποσιτιϖο ϖιενε φορνιτο ιν σχατολα δι µονταγγιο λα
θυαλε χοµπρενδε ανχηε ιλ χοντενιτορε πλαστιχο χοµπλετο δι
παννελλο σεριγραφατο.
ΦΤ470Κ − ευρο 70,00
ΙΝΤΕΡΦΑΧΧΙΑ ΡΣ485
Χονσεντε δι ιντερφαχχιαρε
αλλα λινεα σεριαλε ΡΣ232 δι υν
ΠΧ δα 1 αδ υν µασσιµο δι 16
λεττορι δι τρανσπονδερ (χοδ.
ΦΤ470Κ). Ιλ κιτ χοµπρενδε
τυττι ι χοµπονεντι, ιλ χοντε−
νιτορε πλαστιχο εδ ιλ σοφτωα−
ρε δι γεστιονε.
ΦΤ471Κ − ευρο 26,00
ΛΕΤΤΟΡΙ Ε ΙΝΤΕΡΦΑΧΧΕ 125 ΚΗζ
ΛΕΤΤΟΡΕ ∆Ι ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ ΣΕΡΙΑΛΕ ΡΣ232
Λεττορε δι τρανσπονδερ ιν γραδο δι φυνζιοναρε σια
χοµε σιστεµα ινδιπενδεντε (Στανδ Αλονε) σια χολλεγα−
το αδ υν ΠΧ χολ θυαλε πυ∫ ινσταυραρε υνα χοµυνιχα−
ζιονε (ΠΧ Λινκ). Μυνιτο δι 2 ρελ περ γεστιρε δισποσιτι−
ϖι εστερνι ε δι υνα πορτα σεριαλε περ λα χοννεσσιονε αλ
ΠΧ. Λ∋αππαρεχχηιατυρα ϖιενε φορνιτα ιν σχατολα δι
µονταγγιο (χοµπρεσο ιλ χοντενιτορε σεριγραφατο).
Ι τρανσπονδερ σονο δισπονιβιλι σεπαραταµεντε ιν ϖαρι
φορµατι.
ΦΤ483Κ − ευρο 62,00
ΦΤ318Κ − ευρο 35,00
∆ισπονιβιλι πρεσσο ι µιγλιορι νεγοζι δι ελεττρονιχα ο νελ νοστρο πυντο ϖενδιτα δι Γαλλαρατε (ςΑ).
ςια Αδιγε, 11 − 21013 Γαλλαρατε (ςΑ) − Τελ. 0331/799775 − Φαξ. 0331/778112 − ωωω.φυτυρανετ.ιτ
Tutti i prezzi si intendono IVA inclusa.
ΣΕΡΡΑΤΥΡΑ ΧΟΝ ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ
Χηιαϖε ελεττρονιχα χον ρελ δ’υσχιτα αττιϖαβιλε, ιν
µοδο βισταβιλε ο ιµπυλσιϖο, αϖϖιχινανδο υν ΤΡΑΝ−
ΣΠΟΝ∆ΕΡ αλ σολενοιδε νελ ραγγιο δι 56 χεντιµετρι.
Λα σχηεδα ϖιενε αττιϖατα εσχλυσιϖαµεντε δαι ΤΡΑΝ−
ΣΠΟΝ∆ΕΡ ι χυι χοδιχι σονο στατι πρεχεδεντεµεντε
µεµοριζζατι νελ δισποσιτιϖο µεδιαντε υνα σεµπλιχε
προχεδυρα δι αβιλιταζιονε. Ιλ σιστεµα  ιν γραδο δι
µεµοριζζαρε σινο αδ υν µασσιµο δι 200 διφφερεντι
χοδιχι. Λ∋αππαρεχχηιατυρα ϖιενε φορνιτα ιν σχατολα δι
µονταγγιο (χοντενιτορε εσχλυσο).
Νον σονο χοµπρεσι ι ΤΡΑΝΣΠΟΝ∆ΕΡ.
AUTOMAZIONE
di Carlo Vignati
on è passato tanto tempo da quando, per la prima
volta (fascicolo n. 40 di giugno 1999), ci siamo
addentrati nel campo dell’home-automation e dei
sistemi di riconoscimento vocale proponendo
una scheda ad 8 canali con uscite attivabili,
appunto, con comandi a voce; torniamo
su questo argomento presentando in
queste pagine un nuovo progetto di
riconoscimento vocale basato non
più su una scheda di elaborazione
ma su un solo integrato della
Hualon, l’HM2007. Questo
chip è progettato appositamente per il riconoscimento della voce e si
compone sostanzialmente di un elaboratore provvisto di
stadio analogico per
l’amplificazione
del
segnale proveniente da un qualunque microfono, di un convertitore analogico/digitale, di un’unità logica per l’apprendimento ed il confronto delle
parole e di un bus d’uscita ad 8 bit tramite il
quale viene segnalato il comando riconosciuto o
eventuali messaggi di errore. L’integrato è predisposto
per utilizzare una memoria esterna nella quale colloca18
re le parole apprese. Abbiamo dunque a che fare con un
complesso chip LSI dalle grandi potenzialità, dato che
consente di riconoscere fino a 40 parole associando
ciascuna di esse ad un comando. Il suo funzionamento può essere così riassunto:
pronunciando una parola in prossimità del microfono electret
l’HM2007 provvede a
digitalizzarla e a confrontarla con quelle
precedentemente
memorizzate nella
SRAM; se il confronto dà esito positivo il chip vocale presenta sul bus d’uscita il
numero del campione corrispondente, nella forma
parallela ad 8 bit. Chiaramente
perché un comando possa essere
riconosciuto, occorre prima memorizzarlo, associandolo ad un certo
numero: quest’ultimo può essere compreso tra 1 e 20, oppure tra 1 e 40, in base
all’impostazione del piedino 13 (WLEN, Word
LENgth); la fase di apprendimento si realizza
sfruttando una tastiera collegata ad apposite linee dell’integrato. Il circuito proposto in queste pagine rappreElettronica In - luglio / agosto 2000
Scheda ad alta
tecnologia capace di
riconoscere da
20 a 40 parole
preventivamente
memorizzate,
associandole ad
altrettante
combinazioni
logiche visualizzate
mediante un
display utile anche
durante le fasi
dell’apprendimento.
senta la scheda base per il funzionamento del chip
de sempre in una locazione di memoria ad essa riservaHM2007, dato che di per sè costituisce esclusivamente
ta e corrispondente in apprendimento ad una combinaun riconoscitore vocale, il quale manifesta con un diszione della tastiera. Queste sono in sintesi le principali
play a due cifre il suo stato di funzionamento. Per concaratteristiche del comando vocale; vediamo ora come
sentirgli di attivare dei carichi elettrici ogni volta che
l’abbiamo impiegato per realizzare il circuito proposto
viene riconosciuto il relativo comando, occorre mettere
in queste pagine. L’HM2007 funziona nella configuraa punto un’interfaccia capace di leggere il bus dati e in
zione consigliata dalla Casa costruttrice; è provvisto di
grado di sfruttarne le
un microfono
combinazioni logielectret-conCARATTERISTICHE PRINCIPALI
che per pilotare relè,
denser per ricetriac, o altri attuatori.
vere le parole
Per la sua struttura
pronunciate
Alimentazione
12 Vcc
decisamente comdall’utente in
Consumo
200 mA
plessa, l’integrato
apprendimento
Riconoscimento vocale
da 20 a 40 canali
non può mantenere i
e durante le
Durata del messaggio
0,9 sec o 1,92 sec
comandi vocali al
fasi di comanRilevamento voce
automatico o manuale
proprio
interno:
do; di una
Memorizzazione comandi
su SRAM dedicata
quindi richiede una
tastiera
a
Batteria tampone
2 pile stilo da 1,5 V
memoria
esterna,
matrice colleuna SRAM che deve
gata agli appoessere alimentata da
siti piedini e di
una pila da 3 volt,
una memoria
così da non perdere le informazioni immagazzinate in
SRAM connessa al bus dati ed all’address bus; comcaso di mancanza della tensione di rete. Dunque, nella
pleta il tutto un latch ad 8 bit necessario per distingueSRAM risiedono le singole parole apprese, ciascuna
re l’input/output dei dati durante l’apprendimento
delle quali viene richiamata, per il confronto, durante la
(scrittura in memoria) o il confronto delle parole (letturicezione di un segnale audio all’ingresso microfonico;
ra dalla SRAM) dall’emissione delle combinazioni
ognuna è caratterizzata da un preciso indirizzo e risielogiche relative ai comandi riconosciuti. Al connettore
Elettronica In - luglio / agosto 2000
19
di cosa si tratta...
Il “comando vocale” è in realtà un modulo di riconoscimento vocale, realizzato
sfruttando un chip capace di memorizzare fino a 40 parole assegnando loro l’indirizzo dato dall’utente in fase di programmazione, e di riconoscerle producendo lo stesso indirizzo su un bus di 8 bit di cui 4 rappresentano, in BCD, la cifra relativa alle
unità e gli altri 4 quella relativa alle decine (sempre in formato BCD). La capacità
di riconoscimento è buona e la tolleranza più che accettabile, sebbene affinché il tutto
funzioni a dovere bisogna cercare di ripetere i comandi più o meno con la stessa voce
e cadenza di quando li si è memorizzati; ciò significa che il sistema risponde esclusivamente a chi lo ha programmato, e non accetta “ordini” da voci diverse. L’attuale
applicazione permette di abbinare delle parole a dei numeri assegnati, in apprendimento, mediante tastiera, quindi di verificare nel modo di comando che effettivamente una certa parola produca sul display il numero assegnatole. Se ad esempio registriamo la parola “luce” in posizione 01, nel normale funzionamento dicendo “luce”
vicino al microfono dobbiamo veder apparire sul display le cifre 0 1. Se il chip non
riconosce quanto detto appare 77 (il messaggio non combacia, non ha corrispondenti
in memoria...) mentre quando il confronto fallisce perché la parola dura troppo poco
o è più lunga del tempo impostato, i messaggi sono rispettivamente 66 e 55. E’ bene
considerare che questo progetto non garantisce livelli di sicurezza elevati; per un
migliore utilizzo è bene registrare comandi il più diversi possibile tra di loro così da
ridurre al minimo i “dubbi” del riconoscitore vocale.
d’interfaccia da 14 pin è stato previsto
di collegare un’unità visualizzatrice a
display, da due cifre, che ci permette di
vedere cosa viene digitato sulla tastiera, ma anche il numero del canale riconosciuto dal chip; i due digit consentono inoltre la visualizzazione di 5 messaggi di stato, utili per l’uso del sistema, che indicano la presenza della tensione principale (power-on), l’errore di
memoria, quando la parola pronunciata
è troppo lunga o troppo corta e il non
riconoscimento della parola. Ci occuperemo più avanti della messaggistica,
ora esaminiamo le singole parti del circuito, vedendo nel contempo come
opera il chip dell’HMC.
IL FUNZIONAMENTO
Tutte le procedure di acquisizione delle
parole si svolgono con l’ausilio della
tastiera TST, del tipo a matrice di 3
colonne per 4 righe, connessa alle linee
K1÷K4 (righe) ed S1÷S3 (colonne); i
tasti numerici servono a comporre il
numero del messaggio da memorizzare, mentre CLR (*) e TRN (#) servono
rispettivamente per cancellare e scrivere una posizione di memoria. Nel dettaglio, CLR significa che la parola associata al canale indicato dal numero
visualizzato deve essere cancellata,
mentre TRN è il tasto che indica al
riconoscitore vocale che la parola pronunciata successivamente deve essere
20
memorizzata nella locazione precedentemente digitata tramite la tastiera.
Per chiarire meglio questa importante
fase dell’utilizzo è bene analizzare i
procedimenti di clear-memory, cancel-
L’abbinamento di un comando vocale
ad un canale si svolge digitando semplicemente il numero desiderato seguito da TRN, quindi parlando in prossimità del microfono MIC stando ad una
distanza compresa tra 10 e 60 cm, e con
voce normale; ad esempio, immaginiamo di voler memorizzare la parola
“luce” in modo tale che comandi il
canale 1: digitiamo sulla tastiera 01, il
led risulta spento, quindi premiamo
TRN e controlliamo che il led si accenda, a questo punto pronunciamo “luce”,
il led deve produrre un lampeggio.
Per le operazioni di programmazione o
cancellazione vanno tenuti presenti due
particolari molto importanti, che sono
il tempo riservato a ciascuna parola, e il
funzionamento della tastiera. Il tempo
di durata di ogni singolo comando,
infatti, è predeterminato ed è selezionabile tramite il ponticello J1: se il jumper è aperto (pin 13 dell’HM2007
posto a zero mediante una resistenza di
pull-down interna al chip...) è possibile
registrare 40 messaggi della durata di
0,9 secondi ciascuno, mentre se è chiuso (piedino 13 a livello alto) le parole
Il prototipo montato e collaudato;
da notare che il bus inviato al modulo
display può essere collegato anche
ad una scheda adatta a pilotare
fino a 40 canali!
lazione di una parola e apprendimento
di un comando. Per cancellare completamente il contenuto della RAM (clear
memory) si deve digitare sulla tastiera
99 seguito dal tasto CLR; per cancellare, invece, la parola relativa ad un
determinato canale, basta digitare sulla
tastiera il numero del canale da cancellare e premere CLR. A titolo d’esempio, la cancellazione del messaggio di
comando del primo canale si ottiene
digitando 01 seguito dal tasto CLR.
possono essere 20 da 1,92 secondi.
Ovviamente nel primo caso, durante il
normale funzionamento, l’HM2007
può identificare 40 comandi, quindi
produrre sul bus d’uscita, di volta in
volta, le combinazioni logiche relative
a ciascuno di essi; nella seconda ipotesi, potendo memorizzare solamente 20
vocaboli, risponderà con altrettante
combinazioni logiche. Quanto al funzionamento della tastiera, va detto che
l’integrato dell’HMC gestisce direttaElettronica In - luglio / agosto 2000
all’interno dell’HM2007
Il cuore del nostro sistema di riconoscimento vocale è un
elaboratore composto da uno stadio analogico per l’amplificazione del segnale proveniente da un microfono, un convertitore analogico/digitale, un’unità logica per il confronto e l’apprendimento delle parole e un bus d’uscita ad 8 bit
per l’interfaccia con una scheda a display e verso l’unità di
attuazione. L’integrato deve essere abbinato ad una memoria esterna nella quale vengono “collocate” le parole
apprese. L’HM2007 è un complesso chip dalle grandi
potenzialità che consente di riconoscere fino a 40 parole
associando ciascuna ad uno specifico indirizzo; pronunciando una parola, precedentemente appresa, in prossimità
del microfono il componente presenta sul bus d’uscita il
numero (composto da due nibble in formato BCD) corrispondente al canale relativo alla parola riconosciuta. Il
chip per funzionare necessita quindi di un microfono electret-condenser per ricevere le parole pronunciate dall’utente in apprendimento e durante le fasi di comando, di una
tastiera a matrice collegata agli appositi piedini, nonché di
una memoria RAM connessa al bus dati ed all’address-bus;
completa il tutto un latch ad 8 bit necessario per distinguere l’input/output dei dati durante l’apprendimento (scrittura in memoria) o il confronto delle parole (lettura dalla
RAM) dall’emissione delle combinazioni. Va notato che lo
stadio analogico d’ingresso, disattivabile ponendo a zero
mente la tastiera ed è predisposto per
accettare sia numeri di 1 che di 2 cifre.
Per indicare la prima decina, ovvero i
numeri da 1 a 9 è quindi sufficiente
digitare la cifra corrispondente preceduta dal tasto 0. E’ importante notare
che ogni tasto premuto rappresenta la
cifra delle unità e viene inserito shiftando il numero, che in precedenza
indicava le unità, verso sinistra in
modo tale che indichi le decine. Ogni
volta che si preme un tasto numerico
Elettronica In - luglio / agosto 2000
logico il piedino 15 (WAIT) è provvisto di una sorta di circuito a soglia, che provvede a generare il trigger per il
campionamento della voce captata dal microfono quando
la sua intensità supera un determinato valore: ciò permette un funzionamento del tutto automatico, quindi un vero e
proprio comando vocale senza alcun intervento manuale
dell’operatore. Se la parola non viene riconosciuta è sufficiente attendere qualche istante e ripeterla. Il chip è provvisto di un’uscita (piedino 7) per pilotare un led di stato:
quest’ultimo è normalmente acceso, e si spegne quando si
preme un tasto della tastiera, per riaccendersi quando si
digita CLR o TRN per attivare l’operazione di cancellazione o di apprendimento. Dopo aver alimentato il riconoscitore, il led risulta acceso e il display indica 00; pronunciando vicino al microfono una parola precedentemente
memorizzata il led si spegne per un istante e sul display
compare l’indirizzo associato a tale parola. Nel normale
funzionamento, ovvero nella fase di riconoscimento il led si
spegne quando il circuito VOX interno all’HM2007 rivela
la presenza della voce, e si riaccende allo scadere del
tempo impostato tramite il pin 13: se questo è collegato al
positivo il tempo di durata di ogni singolo comando è di
1,92 secondi (equivalente a 20 canali) mentre se lasciato
sconnesso (pull-down interno) il tempo è di 0,9 secondi che
consente la gestione di 40 comandi distinti.
oppure quando il microfono capta un
suono o una voce al disopra del livello
di soglia impostato all’interno
dell’HM2007, viene spento il led collegato al piedino 7 (RDY) che normalmente è acceso indicando che il componente è pronto (ReaDY) a lavorare;
LD1 si riaccende al termine dell’operazione, sia essa una cancellazione, una
memorizzazione, o il tentato riconoscimento di una parola. Detto questo
vediamo meglio l’integrato HM2007 e
le relative linee di I/O. Come già visto,
i piedini 8, 9, 10 e 11 denominati da K1
a K4 risultano collegati alle righe della
tastiera, mentre i pin 4, 5 e 6 (denominati S1, S2 e S3) sono connessi alle
colonne della tastiera. Quest’ultima
viene gestita dal chip con il solito
metodo della scansione: in pratica,
sulle linee S1, S2 e S3 viene fatto
“scorrere” uno 0 logico, mentre le
linee da K1 a K4 vengono internamente dotate di resistenza di pull-up e lette
21
schema
elettrico
unità base
ciclicamente. Quando U2 rileva uno 0
logico su un ingresso di riga significa
che un tasto è stato premuto; poiché
l’integrato conosce quale uscita di
74 HC 373
colonna è in quel momento mantenuta
a livello basso riesce a capire quale
tasto è in quell’istante premuto.
Abbiamo detto che la voce captata dal
microfono viene digitalizzata all'interno dell’HM2007 e memorizzata in una
SRAM esterna da 8 Kbyte. Questa
memoria viene gestita dall’integrato
8k x 8 SDRAM
Pin-Out del latch della serie 74xx373 e della memoria
da 8k x 8bit SDRAM utilizzati nel nostro progetto.
22
Elettronica In - luglio / agosto 2000
riconoscitore nel classico modo, ovvero attraverso un bus di indirizzamento e
uno di dati. Il primo è composto da 13
linee di uscita di U2 siglate da A0 ad
A12 che corrispondono alle relative 13
linee di ingresso (A0 ÷ A12) della
memoria U3; l’HM2007 può così indirizzare 8192 locazioni di memoria
esterna. Il bus dati è bidirezionale ad 8
bit ed è contraddistinto dalle sigle da
D0 a D7. Tale bus risulta connesso alle
linee di dati (da D0 a D7) della memoria SRAM e ai piedini di ingresso di un
Latch tipo 74HC373. Il chip riconoscitore utilizza altre tre particolari linee di
uscita per lavorare con la memoria e
con il latch: la linea DEN (Data Enable
Signal), la MR/MW (Memory Read /
Memory Write) e la ME (Memory
Enable). La prima uscita (pin 16 del
riconoscitore) risulta collegata al Latch
Enable del 74HC373; la seconda (pin
Address e Data rispettivamente l’indirizzo della locazione e il dato da scrivere, ed infine deve porre per un breve
istante il proprio pin 34 (CE e OE della
memoria) a livello logico basso; la
scrittura in memoria risulta conclusa.
schema elettrico unità display
00 POWER ON
55 WORD TO LONG
77 NO MATCH
35) e la terza (pin 34) risultano collegate rispettivamente al piedino 27
(WE, Write Enable) e ai pin 20 (CE,
Chip Enable) e 22 (OE, Output Enable)
della memoria SRAM. Il funzionamento di queste linee di controllo è intuitivo, in ogni caso diamo una breve spiegazione. Il chip HM2007 utilizza il bus
dati (D0 ÷ D7) per scrivere un dato in
memoria, per leggere un dato dalla
memoria, per presentare ad U4 il risultato di un’operazione di riconoscimento; vediamo quindi il significato assunto dalle tre linee di controllo in ognuna
di queste fasi. Iniziamo con l’accesso
alla memoria SRAM. Per scrivere un
dato in memoria, U2 deve portare a 0
logico il proprio pin MR/MW per selezionare la scrittura in memoria (pin
Write Enable di U3 a 0 logico), di
seguito deve presentare sui due bus
Elettronica In - luglio / agosto 2000
nuta ad 1 logico per indicare alla
memoria che l’operazione in corso è di
lettura: pin Write Enable di U3 ad 1
logico. Il terzo ed ultimo compito affidato al bus dati è quello di far transitare verso il latch e quindi verso il dis-
La stessa procedura vale per la lettura
di un dato dalla memoria SRAM, l’unica differenza è nello stato della linea
MR/MW che questa volta viene mante-
99 MEMORY ERROR
66 WORD TO SHORT
play il numero associato ad una parola
riconosciuta, oppure il numero digitato
da tastiera oppure ancora un numero
usato dall’HM2007 per retroazionare il
23
risultato di un’operazione. Quando una
di queste tre funzioni è richiesta,
l’HM2007 prepara il valore sul bus dati
e produce un impulso sul pin DEN; il
valore presente sul bus dati viene così
latchato e mantenuto sui piedini di
uscita del 74HC373. Durante questa
fase le due linee di Chip Enable e
Output Enable della memoria vengono
mantenute a livello logico alto: la
memoria SRAM è quindi disattiva. Il
valore presentato sul data bus al termine di un riconoscimento o durante un
processo di apprendimento è espresso
in formato BCD. In poche parole, il
byte può essere scomposto in due nibble che esprimono in formato BCD il
numero delle unità e quello delle decine; ed è proprio quello che facciamo in
pratica con la nostra scheda visualizzatrice. Il nibble da D0 a D3 viene invia-
to rispettivamente ai piedini da A a D di
un 7448 (U2 della scheda di visualizzazione) che provvede a controllare il
display delle unità; l’altro nibble del
data bus, ovvero i pin da D4 a D7 risultano connessi rispettivamente agli
ingressi da A a D di un secondo 7448 a
cui fa capo il display delle decine. I due
integrati 7448 hanno il compito di convertire il dato da formato BCD a 7 segmenti e le relative uscite sono interfacciate, tramite opportune resistenze di
limitazione di corrente, a un display 7
segmenti a led. Vediamo ora come
avvengono la ricezione e l’eventuale
esecuzione di un comando vocale: in
condizioni di riposo, nel momento in
cui il microfono MIC capta una voce o
un rumore il cui livello superi quello di
soglia il chip inizia a lavorare, effettuando la conversione A/D; parallela-
mente, esegue il confronto dei dati del
campionamento con quelli presenti in
memoria. Questa operazione consiste
nel confrontare i dati acquisiti con
quelli disponibili in memoria da una
locazione iniziale ad una finale. Ad
esempio, se il chip viene impostato per
lavorare con 20 parole, la memoria
viene suddivisa in altrettante zone
ognuna caratterizzata da un indirizzo
iniziale da uno finale e da un numero
da 1 a 20. Durante un processo di riconoscimento, il chip inizia a confrontare
la frase numero 1, quindi trasferisce
nella propria RAM interna la porzione
di memoria dedicata ad allocare appunto la frase 1; indirizzo iniziale e indirizzo finale di tale porzione di memoria
vengono calcolati dal micro in funzione della posizione del jumper J1, ovvero dell'ingresso WLEN (Word LENgth
select pin). Al termine di questa fase, il
chip applica l’algoritmo di riconoscimento digitale tra la parola letta dalla
prima porzione di memoria e quella
ottenuta dal risultato della conversione
A/D. Se il risultato del confronto è
positivo, il chip produce sul data bus il
numero 1 espresso nel formato visto in
precedenza; in caso contrario prosegue
ad un nuovo trasferimento di dati dalla
memoria esterna a quella interna e ad
un nuovo confronto; se il risultato è
nuovamente negativo prosegue con le
altre porzioni di memoria fino al raggiungimento dell’ultima parola allocata: la numero 20 o la numero 40. Nel
caso peggiore in cui la parola pronunciata al microfono coincida con quella
in memoria alla locazione 40, l’intero
processo non dura più di 300 millisecondi. Nel prossimo numero vedremo
nel dettaglio il modulo visualizzatore e
la realizzazione pratica del progetto.
Α Μιλανο ιν ζονα φιερα απρε ...
ΤΥΤΤΟ ΚΙΤ
δοϖε ποτραι τροϖαρε ι κιτ
εδ ινολτρε ...
... λε αττρεζζατυρε περ ρεαλιζζαρε ι χιρχυιτι σταµπατι, λε πιαστρε
πρεσενσιβιλιζζατε, ι χοντενιτορι περ ι τυοι κιτ, λ’οσχιλλοσχοπιο
τασχαβιλε διγιταλε ΗΙΡΕΛ ε ταντι αλτρι προδοττι.
HITEX Sas - Via Washington, 51 - 20146 Milano. Tel. 02/462304
24
Elettronica In - luglio / agosto 2000
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
Prima puntata
di Roberto Nogarotto
Lo scopo di questo Corso è quello di introdurvi alla programmazione dei nuovi
microcontrollori Flash della famiglia PIC16F87X. Utilizzando una semplice demoboard
e un qualsiasi programmatore low-cost, realizzeremo una completa stazione di test con la
quale verificare routine di comando per display LCD, 7 segmenti, buzzer, e di lettura di
segnali analogici e pulsanti. I listati dimostrativi che andremo via via ad illustrare
saranno redatti dapprima nel classico linguaggio Assembler e poi in Basic e in C.
E
’ già qualche mese che impieghiamo per alcuni
dei nostri progetti più evoluti il microcontrollore PIC16F876 della Microchip e, ad ogni nuova
realizzazione, abbiamo avuto modo di verificarne
ed apprezzarne le potenzialità e le prestazioni: si
tratta di un componente basato su una CPU RISC
(a sole 35 istruzioni) programmabile anche in
PicBasic (infatti la Flash Eprom riservata alla scrittura dei programmi ha una struttura a 14 bit...);
provvisto di una capiente Flash Eprom, una RAM
più grande di quella dei precedenti PIC, e più porte
di I/O che lo rendono praticamente insostituibile in
molte applicazioni. Dal punto di vista strutturale il
PIC16F876 potrebbe essere considerato un’evoluzione del PIC16F84, dal quale differisce sostanzialmente per i seguenti aspetti: dispone di una
memoria di programma da ben 8 KByte (da 14 bit)
di una RAM da 368 x 8 bit, e di una piccola
EEPROM da 256 x 8 bit disponibile per memorizzare dati di caratterizzazione (es. codici d’accesso,
Elettronica In - luglio / agosto 2000
27
In un processore single-chip, tipicamente il programma risiede in una memoria di tipo EPROM oppure
EEPROM (detta anche E quadro PROM), memoria
situata all'interno del processore stesso. Nel primo
caso si tratta di una "erasable programmable read
only memory" che tradotto suona all'incirca come
memoria a sola lettura programmabile e cancellabile.
Una memoria di questo tipo viene programmata elettricamente tramite un apposito programmatore che
solitamente viene gestito da un personal computer (è
questo il caso del programmatore Pic StartPlus che
verrà utilizzato nel nostro corso); il programma NON
si cancella togliendo l'alimentazione e ciò è assolutamente obbligatorio per un
processore single-chip: non
possiamo pensare di lasciare
accesa all'infinito l'applicazione in cui lavorerà il processore, né ci si può permettere l'interfacciamento con
memorie di massa quali
floppy disk o hard disk come
avviene per il caricamento di
programmi che girano sui
personal computer. La possibilità di cancellare il programma deve comunque esistere; in caso contrario non sarebbe possibile correggere eventuali errori né fare alcun tipo di modifica o
aggiunta ad un programma, salvo gettare il processore e sostituirlo con uno vergine. Le memorie EPROM
vengono cancellate sottoponendo il chip ad una
radiazione ultravioletta; esistono in commercio apposite lampade UV dotate anche di timer che assicura il
giusto tempo di esposizione del chip alla luce ultravioletta; un sistema di questo tipo (timer + lampada)
viene chiamato eraser, letteralmente "cancellatore".
Molti dei processori con memoria EPROM si riconoscono facilmente per la presenza di una "finestrella"
attraverso la quale passa la radiazione UV; alcuni
informazioni d’utente...) nelle applicazioni che lo richiedono; i registri di I/O sono ben 3, siglati RA, RB ed RC,
da 6 linee il primo e da 8 i restanti due . L’oscillatore di
clock interno può lavorare con quarzi da 4 a 20 MHz,
mentre l’accurata costruzione permette di limitare l’assorbimento di corrente ad 1 µA in standby, ed a meno di
2 milliampère ad una frequenza di clock di 4 MHz (5 V
d’alimentazione). La già prestante struttura del microcontrollore comprende tre timer (TMR0 da 8 bit con prescaler, TMR1 da 16 bit con prescaler, e TMR2 da 8 bit
con prescaler, postscaler, e period register ad 8 bit) ed un
watch-dog, oltre ad un valido A/D converter a 10 bit
associabile a più I/O, e due moduli PWM a 16 bit capaci di funzionare in acquisizione con risoluzione di 12,5
28
processori hanno tuttavia la EPROM ma non la finestrella: ovviamente non si possono cancellare ma
sono comunque utili; si ricorre ad essi quando il programma è già stato sviluppato e collaudato su un analogo processore con finestrella. Il costo dei processori "non finestrati" è indubbiamente inferiore ed è un
parametro molto importante per chi deve realizzare
parecchi esemplari di uno stesso circuito. L'hobbista
non ha di questi problemi per cui se fate uso di processori con EPROM consigliamo caldamente di ricorrere alla versione "finestrata" e di procurarvi la lampada UV. La versione senza finestra è nota con l'acronimo OTP (one time programmable cioè "programmabile
una sola volta").
Tuttavia la tecnologia ha fatto
un balzo in avanti con l'introduzione delle EEPROM ,
acronimo di electrically erasable programmable read
only memory. Vale a dire, una
EEPROM è una EPROM che
può essere cancellata tramite
una tensione elettrica applicata su uno o più pin del
dispositivo; i vantaggi sono
facilmente immaginabili. Una EEPROM può essere
riprogrammata senza ricorrere alla radiazione UV;
tipicamente lo stesso programmatore per le EPROM
lavora anche con le EEPROM occupandosi, in
aggiunta, del blanking, cioè della cancellazione della
memoria, prima di procedere ad una nuova programmazione. Molti processori PIC, tra cui i già citati
16F84 e 16C84 ed il nuovo 16F876, protagonista del
nostro corso, utilizzano una EEPROM; questa memoria li rende ancora più interessanti e comodi da utilizzare; nessun timore, inoltre, per il mantenimento della
memoria. Microchip garantisce un periodo di data
retention superiore a 30 anni per le EEPROM dei suoi
processori!
nanosecondi ed in comparazione con risoluzione di 200
nSec. Non manca un UART, opportunamente configurabile via software. Le potenzialità del PIC16F876 sono
dunque tali e tante da renderlo certamente interessante,
e siamo convinti che molti progettisti di apparati a
microcontrollore vi dedicheranno la loro attenzione: per
essi, ma anche per gli studenti e gli sperimentatori elettronici che si stanno avvicinando a questo “grande PIC”,
abbiamo pensato di realizzare e proporre nella nostra
rivista un semplice corso corredato di DemoBoard che
permetta di testare i programmi prima di caricarli definitivamente e prima di avviare la produzione in serie di
micro destinati a specifiche apparecchiature.
La demoboard è descritta in queste pagine, nelle quali
Elettronica In - luglio / agosto 2000
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
le memoria EPROM ed EEPROM
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
trovate lo schema elettrico ed i disegni necessari a semplificare il montaggio. Diciamo subito che si tratta di un
circuito fatto appositamente per funzionare interconnesso con il programmatore di PIC FT284 realizzato dalla
ditta Futura Elettronica di Rescaldina (Tel
0331/576139), quindi perfetto per chi vuole realizzare la
“programmazione in-circuit” di dispositivi PIC16F876,
sfruttando un qualunque Personal Computer sul quale
giri il programma Epic (a corredo con il suddetto kit
FT284). In sostanza, è possibile programmare un micro
ecc.) standard con controller HD44780, ad 1 riga per 16
caratteri o 2 righe per 16 caratteri, ma anche ad un
display 7-segmenti a led, ad un cicalino, e ad uno stadio
ad operazionale utilizzato per la lettura dell’A/D converter. Procediamo con ordine e vediamo il blocco riguardante il visualizzatore LCD, utile quando si debbano
testare routine di pilotaggio per dispositivi del genere: la
gestione è affidata alla porta RB, almeno per quanto
riguarda il Data-Bus, mentre RA1 ed RA2 provvedono
al controllo delle linee di RS ed Enable. Per capirne
schema
elettrico
direttamente sulla demoboard, senza il bisogno di inserirlo fisicamente nello zoccolo dell’FT284, cosa che,
peraltro, richiederebbe un adattatore in quanto il
PIC16F876 è un 28 pin, mentre il predetto zoccolo è da
appena 18 piedini. La programmazione si ottiene semplicemente connettendo la demoboard alle linee significative di gestione, facilmente prelevabili dalle apposite
piazzole del circuito stampato del programmatore; poi
basta collegare il PC mediante la porta parallela, ed
avviare il software Epic.
Partiamo subito con lo schema elettrico mostrato in queste pagine, dal quale vediamo che lo zoccolo per il
microcontrollore è connesso con un display a cristalli
liquidi del tipo intelligente (es. CDL4161, CDL4162,
Elettronica In - luglio / agosto 2000
qualcosa di più, dobbiamo risalire alla teoria di funzionamento dei display intelligenti con controller
HD44780, e dire che essi comunicano sfruttando un bus
di 4 o 8 bit (a seconda dell’impostazione) ed hanno tre
linee di comando che sono R/W, RS, ed E; la prima
(connessa fissa a zero logico nella nostra applicazione)
decide se il display deve solo ricevere i dati, oppure
inviarli al dispositivo che lo pilota. Nel nostro caso, prevedendo di dover testare routine di sola visualizzazione
non gestiamo il piedino 7, ma lo lasciamo a massa, il che
corrisponde alla condizione logica 0, quindi al modo
Write: il dispositivo riceve solamente, ovvero esso viene
sempre scritto. La linea RS indica al display se i dati in
arrivo vanno interpretati come comandi o informazioni
29
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
la demoboard in pratica
COMPONENTI
R1: 1 KOhm
R2: 100 Ohm
R3: 10 KOhm
trimmer m.o.
R4: 2,2 KOhm
R5: 2,2 KOhm
R6: 47 KOhm
R7: 4,7 KOhm
R8: 22 KOhm
R9: 22 KOhm
R10: 10 KOhm
R11: 10 KOhm
trimmer m.o.
R12: 220 KOhm
R13: 1 KOhm
R14-R21: 470 Ohm
C1: 470 µF 25VL
elettrolitico
C2: 220 µF 16VL
elettrolitico
C3: 1 µF 100VL
elettrolitico
C4: 22 pF ceramico
C5: 22 pF ceramico
C6: 100 nF multistrato
C7: 100 nF multistrato
C8: 100 nF multistrato
D1: 1N4007 diodo
D2: 1N4148 diodo
U1: 7805 regolatore
U2: CA3140
U3: PIC16F876
LD1: LED verde 5mm
T1: BC547B transistor
Q1: 4 MHz quarzo
BZ: buzzer da c.s.
P1-P2: pulsanti n.a.
da stampato
DS1: display LCD
16 caratteri x 2
DS2: display 7 seg.
da visualizzare: viene posta a livello alto dal PIC quando esso manda ai piedini del bus gli impulsi relativi ad
istruzioni che il display deve svolgere (es. Cursore
Avanti); viene invece forzata a 0 logico se il micro invia
informazioni o caratteri da visualizzare. Infine, il piedino 8 (E) corrisponde all’Enable del display: quando si
intende aggiornare il contenuto del visualizzatore (o
consentire l’interpretazione di un comando) è sufficiente dare un impulso di Enable.
Volendo comprendere meglio come si gestisce DS1,
immaginiamo di dover scrivere la lettera P nella seconda colonna della prima riga: come prima cosa il microcontrollore resetta il display mandando sugli 8 bit relativi ai pin DB0÷DB7 l’istruzione di Clear Display
(00000000), settando ad 1 logico il segnale RS (così da
indicare al display che il dato presente sul BUS è relativo ad un comando e non ad un carattere da visualizzare)
30
Varie:
- morsettiera 2 poli;
- zoccoli 4 + 4 pin;
- zoccolo 14 + 14 pin
a passo stretto;
- plug di alimentazione;
- strip 25 poli;
- jumper;
- stampato cod. S333.
(Tutte le resistenze
sono da 1/4 di watt)
e inviando un impulso sul segnale di Enable. A questo
punto è sufficiente variare i dati presenti sul BUS con
quelli relativi all’istruzione di Cursor Right (così da
posizionare il cursore sulla seconda colonna della prima
riga) ed inviare un’altro impulso di Enable. Posizionato
il cursore bisogna comunicare al display che, al prossimo segnale di Enable, i dati contenuti nel relativo BUS
non saranno più comandi, ma rappresenteranno il codice del carattere da visualizzare; per fare questo basta
porre a zero il segnale RS del display. Possiamo ora
mandare sul canale dati il codice relativo alla lettera P ed
inviare il solito impulso di Enable; in questo modo il
display visualizzerà appunto la lettera P nella seconda
colonna della prima riga.
Bene, chiarita l’interfaccia con il display intelligente,
possiamo continuare con l’analisi dello schema elettrico.
Il trimmer R4 serve a regolare il contrasto dei caratteri
Elettronica In - luglio / agosto 2000
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
del display, agendo proprio sul pin 5 (Vo) che è l’input
di controllo del driver di polarizzazione LCD; la porta
RC del micro, i cui 8 bit (RC0÷RC7) servono per il
comando di un display singolo 7-segmenti a led a catodo comune: più precisamente, RC0 gestisce il punto
decimale, mentre RC1÷RC7, pilotano ciascuno un segmento tra quelli illustrati nello schema elettrico. Notate
che la corrente erogata da ciascuna linea della porta RC
è sufficiente ad accendere un segmento senza bisogno di
alcun driver esterno. Avremmo anche potuto ottenere il
comando mediante 4 linee ed un decoder BCD tradizionale (CD4511) tuttavia, disponendo di porte ad elevata
corrente, abbiamo preferito l’interfaccia diretta. Per
quanto riguarda le ultime linee I/O disponibili vediamo
che RA0 viene usata come ingresso per l’A/D converter,
RA3 come uscita per il controllo di un cicalino senza
ro testare la precisione del convertitore o la sua risoluzione: per questo torna molto utile il trimmer R11, dato
che permette la calibrazione della scala di lettura da 0 a
+5 volt . Bene, con questo possiamo dire di aver spiegato il significato di tutte le periferiche; non resta che analizzare il connettore di interfaccia con il programmatore
universale: esso fa capo alle linee Vpp, SCK, SDT, +5V,
Vdd, GND, e va collegato con l’apposito cavetto
punto/punto direttamente al corrispondente attacco
seriale della scheda FT284. Abbiamo dunque l’occasione per vedere impiegato, per la prima volta, quel connettore che, al momento della pubblicazione del programmatore di PIC, avevamo lasciato da parte, destinandolo a futuri sviluppi. In sostanza, questo attacco contiene i segnali e le tensioni rilevanti ai fini della programmazione di dispositivi esterni, ovvero di microcontrollo-
La demoboard montata
e collaudata; grazie a questa
scheda è possibile
implementare, tramite il
PIC16F876 l’utilizzo di un
display intelligente
(tipo CDL4162), un display
a 7-segmenti, due pulsanti,
un cicalino e l’acquisizione di
grandezze analogiche;
il tutto con la possibilità di
sfruttare la programmazione
in-circuit del micro.
oscillatore, mentre RA4 ed RA5 consentono il test di
routine per la lettura di pulsanti normalmente aperti. A
tal proposito notate che P1 e P2 sono connessi verso
massa, e che le rispettive resistenze (R8 ed R9) provvedono al pull-up delle linee RA4 ed RA5. Riguardo a
BZ1, si tratta di una pastiglia piezo o di un cicalino
senza elettronica, che possiamo pilotare facendo generare al PIC16F876 una frequenza fissa, ovvero una modulata, o anche un segnale in PWM.
Per l’acquisizione di tensioni analogiche, è stato previsto un buffer di ingresso costituito da un amplificatore
operazionale configurato in modo non-invertente a guadagno unitario, il cui input può prelevare segnale dal
contatto EXT, quindi da una fonte esterna di BF, ma
anche dal cursore di un trimmer alimentato a 5 volt.
Assegnando l’A/D converter alla linea RA0, è possibile
provare routine di conversione analogico/digitale, ovveElettronica In - luglio / agosto 2000
ri posti in circuiti a sé stanti e non nello zoccolo previsto
on-board. Il segnale Vpp è quello che riceve dal programmatore l’impulso di programmazione e normalmente è mantenuto a +5 volt dalla resistenza di pull-up
R10. Il diodo D2 serve ad evitare che gli impulsi (il cui
potenziale è maggiore di 5 V) si scarichino lungo la linea
positiva, e da essa sull’uscita del regolatore U1. Il segnale SCK è il clock della comunicazione seriale (Serial
ClocK) mentre l’SDT è il canale dati (Serial DaTa) attraverso il quale transitano le informazioni lette dalla
memoria del chip sotto esame; quelle da scrivere nella
sua Flash Eprom. Notate che, avendo disposto un alimentatore dedicato, rinunciamo a prelevare i 5 volt e la
Vdd dalla connessione con l’FT284: infatti la nostra
demoboard dispone di un blocco che prevede un’alimentazione principale continua di 9÷15 volt (da applicare ai morsetti + e - Val) stabilizzata a 5 V dal regola31
Se siete assidui lettori di Elettronica In non vi sarà sfuggito l'utilizzo dei processori della serie PIC costruiti dalla
californiana Microchip; in particolar modo sono stati impiegati in numerosi progetti i processori PIC 16F84 e PIC
16C84. Le loro caratteristiche di velocità, semplicità d'uso, flessibilità li hanno resi un best seller nel campo dei
processori single-chip, cioè di quella categoria di microprocessori che comprendono al loro interno (appunto in
un solo chip) una memoria RAM per i dati, una memoria EPROM oppure EEPROM per il programma, alcune
porte per interfacciarsi con il mondo esterno. Un processore single-chip richiede veramente pochi componenti
esterni per poter funzionare; molti processori della serie PIC hanno solo bisogno di un circuito per il clock, vale
a dire un quarzo o in alternativa una semplicissima rete RC; altri processori PIC hanno addirittura un oscillatore interno! E' da poco disponibile in commercio il processore PIC 16F876, che verrà utilizzato nel nostro Corso;
si tratta dell'"evoluzione" dei suddetti PIC 16C84 e PIC 16F84. Lo scopo di questo paragrafo è quello di illustrare le sue caratteristiche salienti; non pretendiamo che vi siano chiare sin da ora tutte le possibilità di funzionamento del PIC 16F876; man mano che si renderà necessario prenderemo in considerazione le specifiche funzionalità.
Package
DIP 28
Memoria programma
8k EEPROM
Memoria utente
368 byte RAM + 256 byte EEPROM
Tensione di alimentazione
Singola, da 2.0v a 5.5v
Assorbimento
tipico <2ma con 5V di alimentazione e 4 Mhz di frequenza di clock
Frequenza di clock
Da DC a 20Mhz (per il PIC16F876-20) oppure 4Mhz (per il PIC16F876-4)
Circuito di clock
Quarzo oppure rete RC oppure oscillatore esterno
Set istruzioni assembler
35
Nr. porte I/O
22 configurabili indipendentemente come ingresso o come uscita
Periferiche
USART, I2C, convertitore A/D a 10 bit
I programmi che presenteremo durante il
Corso sfrutteranno parte delle possibilità
offerte dal PIC 16F876; per l'hardware è
stata sviluppata una demoboard, cioè uno
stampato su cui trovano posto, oltre
ovviamente al micro, display, pulsanti,
amplificatori operazionali. Tutto questo
servirà a verificare il funzionamento dei
programmi che via via verranno pubblicati.
tore integrato U1 (il solito 7805) che serve tutta la logica. Il led LD1 indica la presenza della tensione di rete.
REALIZZAZIONE
PRATICA
Lasciamo adesso lo schema elettrico e passiamo a vedere come si costruisce ed in che modo si usa la demo32
board. Per prima cosa bisogna preparare il circuito stampato, ricorrendo preferibilmente alla fotoincisione, dunque ricavando l’apposita pellicola da una fotocopia della
traccia lato rame (illustrata in queste pagine a grandezza
naturale...) fatta su carta da lucido o acetato; incisa e
forata la basetta, potete iniziare ad infilare e saldare i
componenti a più basso profilo, cioè le resistenze e i
diodi al silicio, rammentando che in questi ultimi il catoElettronica In - luglio / agosto 2000
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
il microcontrollore PIC 16F876
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
do è evidenziato dalla fascetta colorata. Sistemate poi gli
zoccoli per l’operazionale U2 ed il microcontrollore (28
pin a passo stretto): entrambi dovete posizionarli come
mostra il disegno di montaggio, così da avere sempre il
riferimento certo per quando inserirete i chip. Se volete,
potete prevedere lo zoccolo anche per il display a 7 segmenti. Collocate poi il trimmer R3, l’R11, e tutti i condensatori, in ordine d’altezza e badando alla polarità di
quelli elettrolitici, quindi sistemate i pulsanti P1 e P2:
entrambi devono essere del tipo per circuito stampato,
con passo 5x5 mm, normalmente aperti. Inserite e saldate il regolatore 7805 nei propri fori, ricordando che va
orientato in modo che la parte metallica sia rivolta all’esterno della basetta. Il led LD1, montatelo tenendolo con
la parte smussata rivolta al bordo dello stampato.
Completate il montaggio realizzando i ponticelli di
interconnessione (li potete preparare con avanzi di terminali tagliati dalle resistenze...) e saldando nelle piazzole EXT una morsettiera per c.s. a passo 5 mm, ed in
quelli Val una presa plug da stampato. Il jumper JP1 può
fori dei suoi 16 contatti, dopo aver orientato il componente come mostra la disposizione illustrata in queste
pagine. Collocate dunque l’operazionale facendo coincidere la sua tacca di riferimento con quella dello zoccolo
sottostante, ed il display 7-segmenti, orientandolo in
modo che il puntino decimale sia rivolto alla fila di resistenze adiacente. Fatto questo la demoboard è pronta
all’uso: per farla funzionare serve un alimentatore capace di fornire una tensione continua, anche non stabilizzata, di 9÷15 volt, ed una corrente di almeno 300 milliampère. Possibilmente, dovete scegliere un modello
provvisto di cavetto terminante con uno spinotto plug
adatto alla presa montata sullo stampato, verificando,
prima dell’inserzione, che lo stesso spinotto abbia il
positivo all’interno; diversamente il circuito non viene
danneggiato (perché il diodo D1 lo protegge dall’inversione di polarità) tuttavia, ovviamente, non può accendersi. Solo se la tensione è applicata con il verso giusto,
la demoboard funziona regolarmente, condizione evidenziata dall’accensione del led LD1.
dalla demoboard al programmatore
Per programmare il
microcontrollore PIC16F876
montato nello zoccolo della
demoboard, occorre realizzare
alcuni collegamenti sfruttando le
apposite piazzole delle due
schede. In questo box sono
elencati i pin dei connettori del
programmatore, con a fianco i
corrispondenti della
demoboard; ricordate che,
avendo un alimentatore anche su
quest’ultima, i collegamenti Vdd e
+5 V non vanno realizzati.
L’interconnessione può essere
realizzata usando uno spezzone di
piattina a 6 poli (ma anche a 4,
visto che i fili necessari sono solo
4) e delle punte a passo 2,54 mm
saldate nelle piazzole dei due
circuiti; in tal caso, è buona cosa
far terminare i capi del flat-cable
con dei connettori femmina a
passo 2,54 mm, ovvero
con strisce di pin a tulipano,
ciascuna da 6 vie.
CONTATTO PROGR.
1
2
3
4
5
6
essere ottenuto stagnando una fila di 3 punte a passo
2,54 mm nei rispettivi fori (tra la morsettiera EXT ed il
condensatore C4) e va chiuso con gli appositi ponticelli
a passo 2,54. Per quanto riguarda il display LCD consigliamo di inserire e saldare un’altra fila di 16 punte, in
corrispondenza delle piazzole DS1 dal lato dei componenti: essa provvederà alla connessione con il visualizzatore, che andrà infilato facendo entrare le punte nei
Elettronica In - luglio / agosto 2000
SIGNIFICATO RISPETTIVO DEMOBOARD
+5 volt
+5 V (non collegato)
Vdd
Vdd (non collegato)
Vpp
Vpp
GND (massa)
GND
SDT (canale dati)
SDT
SCK (clock)
SCK
LA CONNESSIONE
AL PROGRAMMATORE
Per la programmazione in circuit del PIC occorre avvalersi del programmatore universale FT284 (descritto nel
fascicolo n° 40 di Elettronica In) utilizzando l’apposito
connettore che porta i segnali necessari. Tale connettore
è l’insieme delle piazzole 1÷6, del programmatore uni33
DEMO BOARD PIC16F876 MICROCHIP
lato rame
in scala 1:1 della
demoboard per
PIC16F876
versale, alle quali dovete saldare una piattina a 6 conduttori che poi, ordinatamente, vanno connessi ai contatti +5V, Vdd, Vpp, GND, SDT, SCK. In sostanza, la
corrispondenza è questa: 1=+5 V (che non dovete collegare in quanto non utilizzato); 2=Vdd (non collegare);
3=Vpp; 4=GND; 5=SDT; 6=SCK. Tenete conto di queste corrispondenze per la realizzazione dell’interconnessione tra le due schede; prima di dare tensione controllate che i collegamenti siano questi, altrimenti rischiate
di danneggiare il tutto, o comunque di non veder funzionare correttamente l’insieme programmatore + demoboard.
Effettuati tutti i collegamenti necessari potete accendere
il computer, dopo averne collegato la porta parallela
(con un cavo di prolunga) al connettore DB-25 del programmatore; alimentate le due schede, quindi, una volta
avviato Windows 95/98, lanciate l’Epic e provate cari-
care del software nel micro della demoboard. Per fare
questo accertatevi innanzitutto di aver inserito un
PIC16F876 nello zoccolo siglato U3, e di averlo orientato con la tacca rivolta ai punti di connessione SDT,
SCK, ecc. Quindi procedete. Una volta terminata la programmazione potete provvedere al test di verifica.
Rammentate che prima di eseguire ogni tipo di operazione occorre selezionare il microcontrollore dalla
schermata principale del software: allo scopo cliccate
sul pulsante a lato della sigla del PIC (quello di default
è il PIC16C84…) e selezionate nella lista il modello
PIC16F876.
Nelle prossime puntate troverete degli applicativi e
delle routine, in assembler, in PicBasic e in C, per il
comando del display LCD, di quello a 7 segmenti, del
cicalino, nonché per l’acquisizione dello stato dei pulsanti e delle grandezze analogiche.
PER IL MATERIALE
La demoboard descritta in queste pagine è disponibile in scatola di montaggio (cod. FT333K) al prezzo di
104.000 lire. Il kit comprende tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, il display LCD, il microcontrollore PIC16F876 e un dischetto con i programmi dimostrativi in linguaggio Assembler, in Basic e in
C. Il programmatore low-cost per PIC è disponibile separatamente in scatola di montaggio (cod. FT284K)
al prezzo di 112.000 lire; il kit comprende tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, il cavo di collegamento al PC e il software di programmazione EPIC. La documentazione completa di tutti i microcontrollori Microchip è disponibile su CD (cod. CD-MCHIP) a 25.000 lire. In alternativa, è disponibile il
programmatore originale Microchip (cod. PICStartPlus) a 440.000 lire; quest’ultimo contiene, oltre al programmatore vero e proprio, un CD con il software MPLAB e tutta la documentazione tecnica necessaria,
un cavo per il collegamento al PC e un alimentatore da rete. I compilatori Basic sono disponibili separatamente in due versioni: basso costo (cod. PBC, lire 248.000) e professional (cod. PBC PRO, lire 550.000).
Tutti i prezzi sono comprensivi di IVA. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96,
20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.
34
Nuovo indirizzo:
Futura Elettronica srl via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Tel. 0331-799775 Fax. 0331-792287 http://www.futurashop.it
Elettronica In - luglio / agosto 2000
RADIOCOMANDI
Per venire incontro alla tendenza che vuole dispositivi sempre più autonomi
dalla rete a 220V, ecco un nuovo ricevitore monocanale per comando a
distanza alimentato a batterie con un’autonomia di alcuni anni. Frequenza di
lavoro 433.92 MHz, decoder per MM53200/UM86409 o MC145026.
di Alberto Ghezzi
i sono ormai molti campi dell’elettronica di
consumo nei quali risulta sempre
più utile che i vari progetti vengano
realizzati per funzionare a pile o a
batterie ricaricabili. Non si tratta
certo di una moda, ma di un
orientamento comune a molti
costruttori determinato da innumerevoli ragioni, tra le quali possiamo elencare: la facilità d’installazione per l’assenza di collegamenti e
di alimentatori collegati alla rete elettrica; la sempre più ampia disponibilità
di componentistica a bassissimo consumo; l’elevato costo che i produttori debbono sostenere per far omologare i propri apparecchi per l’uso a 220V, visto il
sempre crescente numero di requisiti
tecnici imposto dalle varie normative
europee. Riguardo alla semplicità di installazione va osservato che già parecchi dispositiElettronica In - luglio / agosto 2000
vi di uso comune (i cronotermostati delle caldaie, i sensori degli allarmi per casa, ecc.) funzionano a batterie;
anzi, nel caso degli impianti antifurto, è ormai consolidata la tendenza a realizzare sistemi nei quali tutti i
componenti funzionano senza
fili, scambiandosi le segnalazioni via radio; questo semplifica notevolmente il
lavoro dell’installatore,
e riduce tempi e
costi di posa in
o p e r a .
Naturalmente questo
problema
riguarda non solo gli
impianti d’allarme, ma
anche tutti quei sistemi che
richiedono la posa di apparati
periferici; in questi casi l’impiego
di dispositivi wireless alimentabili a
batteria rappresenta un grande vantaggio.
37
schema
elettrico
Va anche detto che, molti costruttori
trovano più semplice realizzare prodotti autonomi dalla rete, funzionanti a
pile; a spingere ed incentivare questa
tendenza concorrono due fattori che, in
un certo senso, si motivano l’un l’altro:
le sempre più severe norme riguardanti
gli apparati connessi all’alta tensione e
la continua ricerca tecnologica che,
anno dopo anno, rende disponibili
componenti elettronici dal consumo
sempre più contenuto. Le normative, in
particolar modo quelle imposte dal CEI
(in Italia) e dalla IEC (in campo internazionale) prevedono particolari standard di sicurezza, di isolamento, ed
altro ancora, che comportano costi di
produzione decisamente più elevati
rispetto a quelli di analoghi apparati
funzionanti in bassa tensione. Per fare
un esempio, un radioricevitore AM/FM
che vada a batterie costa decisamente
meno di uno da rete, il quale ha in più
l’alimentatore con tanto di trasformatore, oltre ad accorgimenti tecnici che ne
garantiscano la sicurezza d’uso; richiede persino qualche nota in più nel
manuale ed un’etichetta che ricordi i
pericoli connessi alla presenza di umidità, al fatto che non va aperto se non
da personale specializzato, ecc. Vi sono
inoltre altri fattori che, soprattutto per
le piccole aziende produttrici, rappre-
sentano problemi difficilmente sormontabili. Ci riferiamo alle omologazioni di legge relative alla conformità
alle direttive CE per quanto riguarda la
sicurezza e l’immunità alle emissioni
RF. E’ innegabile che l’impiego di dispositivi funzionanti a bassa tensione,
addirittura a batteria, rende più semplice l’ottenimento delle varie certificazioni di conformità. Tra le case all’avanguardia nella produzione di dispositivi a bassa tensione e bassissimo
assorbimento dobbiamo annoverare
l’Aurel, nota Casa italiana che produce
con successo moduli ibridi destinati
quasi esclusivamente ai radiocomandi:
già da 3÷4 anni ha messo in commercio
piano di cablaggio
COMPONENTI
R1,R2: 220 KOhm
R3: 1,2 KOhm
R4: 4,7 KOhm
T1: BC547
U1: RX4M30RR04
Modulo RX a
basso consumo
U2: PIC12C674
(MF340)
D1: 1N4007 diodo
LD1: LED rosso 5mm
RL1: relè 5V 1 scambio
DS1: dip switch 2 poli
Varie:
- zoccolo 4 + 4;
38
- morsettiera 3 poli (3 pz.);
- spezzone di filo per antenna;
- portapile per torce 1,5V (2 pz);
- clips (2 pz);
- stampato cod. S340.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
il modulo RX4M30RR04
pin-out
2 - GND
3 - ANTENNA
7 - GND
10 - +Vcc
11 - GND
13 - Test Point
14 - Output
15 - +Vcc
VS
IS
FW
SI
BW
SO
HO
LO
EA
TON
TOP
CARATTERISTICHE
MIN
Alimentazione
2,9
Corrente assorbita
Frequenza di ricezione
Sensibilità RF
-92
Banda passante RF a -3dB
Onda quadra in uscita
Livello alto d’uscita
Livello basso d’uscita
Emissioni RF spurie in antenna
Tempo di accensione
Temperatura di lavoro
-20
TIP
3
380
433,92
-94
600
3
VS-1,2
MAX
3,1
400
U.M.
Vdc
µA
MHz
-96
dBm
KHz
KHz
V
GND+0,1 V
-80
dBm
2
sec
+80
°C
Economico ricevitore RF a basso assorbimento e bassa alimentazione. Elevata selettività ed alta immunità ai disturbi provocati da campi elettromagnetici interferenti ottenuta mediante
l’impiego di filtro d’ingresso e schermo metallico.
L’alimentazione a 3V lo rende ideale per sistemi a batteria. In
accordo con EN 300 220 ed ETS 300 683 (classe 1).
ricevitori a basso consumo funzionanti
a 3,3 volt invece che a 12 o 5 V. Ora
propone una nuova gamma di prodotti
al vertice della quale si pone
l’RX4M30, un avanzato ricevitore AM
superrigenerativo capace di lavorare
con soli 3 volt, assorbendo appena 0,4
milliampère: insomma, non più di 1,2
milliwatt! Qualcosa di talmente ridotto
da consentire un funzionamento prolungato per diversi anni, anche usando
due semplici stilo da 1,5 V.
Ovviamente non si tratta di un ricevitore FM o di un supereterodina, anche
perché circuiti del genere non avrebbero permesso di ridurre tanto i consumi,
tuttavia le prestazioni dello stadio RF
balzo”, impiegando questo nuovo componente per realizzare un ricevitore per
radiocomando completamente funzionante a pile; è la prima volta che progettiamo qualcosa del genere, ma non
sarà l’ultima, perché nei prossimi mesi
ci muoveremo lungo questo filone proponendo svariati circuiti a basso consumo, tutti pensati per lavorare a batterie.
Il ricevitore dispone della classica uscita a relè, il che lo rende universale e
idoneo a comandare qualsiasi genere di
automatismo, dall’apricancello alla
serranda motorizzata, dall’antifurto
alle luci del giardino, ecc.
Uno degli elementi di rilievo è l’introduzione di un microcontrollore, che
quasi inferiore alla corrente di autoscarica delle batterie! Ciò garantisce lunghissima autonomia, che può essere
misurata in parecchi anni d’esercizio
prima di dover cambiare le pile.
LO SCHEMA
ELETTRICO
Il dispositivo è dunque avanzatissimo,
frutto di una tecnologia e di una ingegnerizzazione mirate all’ottimizzazione dei consumi, condizione indispensabile quando si vuol realizzare un sistema a batterie; diversamente, il ricevitore sarebbe alquanto scomodo, perché
se l’utente dovesse cambiare le pile
Durante la fase di montaggio
prestare attenzione
all’orientamento del diodo D1,
al transistor, al dip-switch
ed al micro. Il modulo Aurel
e il relè, invece, possono essere
inseriti nello stampato solo nel
verso giusto.
sono più che accettabili: in termini di
selettività, il filtro d’antenna limita la
larghezza di banda a 600 KHz; quanto
alla sensibilità, i -96 dBm garantiti
dalla Casa sono più che sufficienti per
la gran parte delle applicazioni.
Abbiamo dunque “colto la palla al
Elettronica In - luglio / agosto 2000
provvede non solo alla decodifica dei
segnali dei trasmettitori, ma anche al
“power-management” dell’insieme: in
pratica comanda l’accensione e lo spegnimento secondo un ciclo che consente di far assorbire all’intero circuito
mediamente appena 200 microampère,
troppo frequentemente non solo affronterebbe un costo inaccettabile, ma sentirebbe pesare sempre più la differenza
rispetto ad un elemento funzionante
con la rete, quindi privo di manutenzione (salvo quando si guasta).
Analizziamo il progetto partendo dallo
39
l’impostazione dei dip ...
... e la morsettiera di uscita
Il ricevitore dispone di due microinterruttori (dip-switch DS1) mediante i quali
è possibile scegliere il modo di funzionamento come indicato nella seguente
tabella:
DIP-SWITCH
DS1-1
DS1-2
APERTO
CHIUSO
normale funzionamento
Apprendimento codici
codifica Motorola
Codifica MM53200/UM86409
L’impostazione relativa al tipo di codifica, ovvero quella fatta con DS1-2, ha
effetto solamente se fatta prima di dare tensione al circuito; DS1-1 può invece essere spostato anche a circuito acceso, fermo restando che se viene lasciato chiuso prima di dare l’alimentazione provoca la cancellazione dei codici in
memoria. Quest’operazione va fatta solamente se si intendono cambiare tutti
i codici memorizzati. Se invece si vuole fare apprendere al circuito un nuovo
codice è sufficiente - col circuito alimentato - chiudere DS1-1, premere il pulsante del trasmettitore e riaprire il dip. La morsettiera presente sul circuito
stampato viene utilizzata per l’alimentazione, il LED di segnalazione e i contatti di uscita del relè. Per
quanto riguarda l’alimentazione è stata prevista su 4
morsetti: BAT1 e BAT2. A ciascuna coppia di morsetti
vanno collegati i fili provevienti dai due portapile ognuno dei quali alloggia 2 batterie da 1,5 volt (stilo, mezza
torcia, ecc.).
schema elettrico che ne mostra la semplicità circuitale: il ricevitore si riduce
praticamente al modulo ibrido RX
(U1), al piccolo microcontrollore U2,
ed al relè RL1; l’alimentazione è ottenuta mediante quattro pile stilo poste in
serie tra loro, cioè con 6 volt, sebbene
sia l’ibrido che il micro si accontentino
di 3 V. I 6 volt sono necessari per il relè
che, per forza di cose, abbiamo dovuto
scegliere del tipo con la bobina a 5 volt;
in queste condizioni, seppure i due
integrati funzionano con i 3 V prelevati dalle prime due stilo (2x1,5 V) si è
dovuto ricavare altri 3 volt per il circuito di comando del relè (6 V meno la
caduta sul transistor T1 sono giusto
quel che serve ad innescare la bobina di
RL1) impiegando altre 2 stilo.
Il cuore del ricevitore è senz’altro il
microcontrollore, un PIC12C674 programmato per svolgere sostanzialmente due funzioni: identificare i segnali in
arrivo e gestire l’attività del ricevitore
ibrido. Partiamo da quest’ultima fun40
zione, per vedere come si ottiene la
riduzione del consumo medio dell’intero circuito a soli 200 µA, ovviamente
senza contare l’innesco del relè, che
richiede anche 80 milliampère; dunque, in condizioni di riposo la richiesta
alle pile (alle sole stilo dei primi 3 V...)
è di 200 µA/h. Facendo funzionare il
radiocomando con 4 stilo da 1,5 V di
tipo alcalino l’autonomia teorica del
Un’antenna
realizzata con uno
spezzone di rame
smaltato di 17 cm
può garantire una
portata di
50 metri.
circuito, trascurando l’attivazione del
relè, è enorme: parecchi anni! Se ne
dubitate seguite questo semplice calcolo: un assorbimento medio di 200
microampère equivale a 0,2 mA/h, perciò considerando che la capacità di una
stilo alcalina è tipicamente 2,7 A/h, ne
consegue una durata di circa 13500 ore,
cioè oltre 562 giorni, traducibili in 1
anno, 6 mesi e 17 giorni. Utilizzando
delle pile alcaline a formato torcia, che
hanno tipicamente capacità di 16,5 A/h,
l’autonomia sale addirittura ad oltre
3437 giorni, cioè ben più di 9 anni!
Chiaramente questi esempi valgono
ammettendo che le pile non si degradino da sole, cosa peraltro difficile almeno per due motivi: innanzitutto le pile
commerciali hanno una durata garantita per un massimo di 5 anni, trascorsi i
quali perdono parte della loro energia
spontaneamente, a causa dei processi
elettrochimici interni; e poi, i fattori
ambientali non sempre sono favorevoli
(basta un po’ troppa umidità o una temperatura molto diversa da 20÷30 gradi)
ad una buona conservazione...
E’ interessante notare come il consumo
dovuto al relè sia, nella gran parte dei
casi pratici, irrilevante ai fini della
durata delle pile: infatti, ipotizzando
l’uso con un apricancello nel quale il
relè venga attivato una decina di volte
al giorno, considerando che la corrente
prelevata dal relè ammonta a circa 60
milliampère e che il tempo d’attivazione (fisso) è 2 secondi, possiamo dire
che in 24 ore vengono richiesti alle pile
60 mA per 20 secondi; facendo un rapido calcolo la richiesta rapportata ad 1
giorno è 60x20/86400=0,014 mA/giorno. In ampère/ora il consumo medio si
traduce in 0,4 µA/h, un valore decisamente trascurabile rispetto all’assorbimento di 200 µA/h dovuto all’ibrido ed
al microcontrollore.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
La gestione del ciclo di standby del
ricevitore viene ottenuta mediante il
programma principale del micro, che fa
accendere l’RX U1 per mezzo secondo
ogni 1,5 s. di pausa; questo ciclo viene
realizzato con segnale rettangolare
avente periodo di 2 secondi, con livello
alto di 0,5 s. e basso di 1,5 s. Tale tensione è disponibile sul piedino 6 (GP1)
del micro; a tal proposito va notato che
questa tensione viene utilizzata per alimenta effettivamente l’RX; infatti, in
virtù del modesto assorbimento del
modulo (appunto 400 µA) basta anche
di richiedere un comando più prolungato: in sostanza, chi attiva il trasmettitore portatile deve tenerne premuto il pulsante per un tempo decisamente maggiore di quello consueto, in quanto non
è detto che l’RX sia subito pronto a
ricevere il segnale; anche perché appena acceso richiede un certo intervallo
di tempo (certamente minore dei 2
secondi dichiarati dalla casa costruttrice) prima di poter funzionare a regime.
Considerate che l’ibrido resta acceso
per mezzo secondo e spento per 1,5 s.,
può capitare di dover insistere per
i trasmettitori da utilizzare
Il ricevitore presentato in
questo articolo supporta sia i trasmettitori con codifica
Motorola MC1450xx
che
quelli
con
codifica
National
Semiconductors
MM53200 / UM86409. I
trasmettitori sono disponibili presso la ditta
Futura
Elettronica
di
Rescaldina (MI) telefono
0331/576139, www.futuranet.it
la piccola corrente che una linea di I/O
di un microcontrollore può erogare
(circa un paio di milliampère) per farlo
funzionare correttamente. Se l’accensione impulsiva del ricevitore ha il vantaggio di consentire una riduzione del
consumo globale ad 1/4 di quello che si
otterrebbe lasciando sempre acceso l’ibrido, presenta anche l’inconveniente
Elettronica In - luglio / agosto 2000
veder azionare il carico collegato al
relè. Il nostro consiglio è dunque quello di premere, ad ogni comando, il pulsante del TX per almeno 2 secondi: in
tal modo si è sempre certi che il circuito ricevente rilevi e decodifichi il
segnale radio.
Vediamo adesso la seconda funzione
del microcontrollore, cioè quella di
decodifica: si tratta di un insieme di
funzioni, perché in realtà il micro è un
decoder ad autoapprendimento, con
memorizzati i formati delle più diffuse
codifiche, ovvero quello National
Semiconductors
(MM53200
/
UM86409) e quello della Motorola
(MC1450xx); permette quindi di decifrare le trasmissioni dei TX la cui codifica è stata memorizzata precedentemente; inoltre consente anche di
memorizzare i codici di ben 5 diversi
TX, così da abbinare il ricevitore ad
altrettanti utenti. Partiamo con l’esame
del funzionamento, iniziando con la
fase di autoapprendimento: questa si
avvia chiudendo in ogni momento il
dip DS1-1, sebbene la chiusura prima
di dare l’alimentazione provochi,
all’accensione, l’immediata cancellazione del contenuto della EEPROM
riservata alla conservazione dei codici
precedentemente appresi. Dunque, se
avete appena montato il circuito e vi
preparate ad usarlo, ovvero se dovete
cambiare codifica o abbinare altri trasmettitori eliminando i 5 precedentemente memorizzati, ricordatevi che
dovete chiudere DS1-1 a circuito spento, quindi dare l’alimentazione e procedere. In ogni caso, trasmettendo con un
TX a base National o Motorola, il
microcontrollore estrae il rispettivo
codice all’uscita dell’ibrido U1, e lo
salva in EEPROM; da questo momento, aprendo il dip 1 verrà riconosciuta
ogni trasmissione fatta con TX portatili aventi la stessa codifica.
L’operazione può essere ripetuta fino a
5 volte, ovvero è possibile inviare i
codici da 5 differenti trasmettitori
senza riaprire il dip-switch. Dopo la
quinta acquisizione, è possibile far
apprendere un altro radiocomando, ma
41
il diagramma
di flusso
Il microcontrollore svolge due
compiti fondamentali: la gestione
dell’accensione e spegnimento
periodico del ricevitore radio e la
decodifica/memorizzazione dei
codici trasmessi dai TX portatili.
Analizziamo insieme il flow-chart
partendo dall’accensione: il
primo passo dopo l’inizializzazione degli I/O è la lettura del dip 1
(DS1-1) che stabilisce se il micro
deve procedere alla cancellazione
dei dati contenuti nella zona di
EEPROM riservata ai codici precedentemente memorizzati. Se lo
switch è chiuso
avviene la cancellazione
della
memoria: il led
lampeggia rapidamente per 20 volte,
quindi si spegne:
da questo momento il circuito è
pronto alle normali operazioni, condizione alla quale
il software salta direttamente se
invece all’accensione DS1-1 è
trovato aperto. Il passo seguente è
il test del piedino 4 (DS1-2)
mediante il quale viene selezionata la routine di decodifica da utilizzare: formato Motorola (dip
aperto) o MM53200/UM86409
(dip chiuso). Letto il dip-switch, il
MAIN-PROGRAM attiva l’ibrido ricevitore per 0,5 secondi (ponendo
ad 1 logico il pin GP1) durante i
quali analizza l’uscita (linea
GP0) per cercare un segnale che
sia del formato compatibile con
la scelta fatta mediante DS1-2; se
non viene trovato alcun segnale il
micro spegne il ricevitore e lo
riaccende dopo 1 secondo e
mezzo, quindi lo riaccende per
0,5 secondi e gira in loop finché
non rileva un segnale significativo. In tal caso prolunga il periodo
di “on” dell’RX per tutto il tempo
necessario. Trovato un codice
testa nuovamente lo stato del
DS1-1, allorché procede di conseguenza: se è chiuso (modo di
autoapprendimento) carica il
codice in EEPROM; il led LD1
lampeggia rapidamente per una
decina di volte, quindi si accende
a luce fissa per un breve periodo
e poi si spegne, confermando
l’avvenuta memorizzazione. Se invece
DS1-1 è aperto, il
software confronta il
codice con quelli
memorizzati
in
EEPROM e precedentemente appresi,
quindi, se viene riconosciuto, comanda
l’attivazione del relè
ponendo a livello
logico alto il proprio piedino 2
(GP5) per 2 secondi circa.
Comunque sia, cioè dopo questo
periodo, ovvero se il codice non è
riconosciuto, oppure se, in
autoapprendimento, si chiude con
successo un’operazione di acquisizione di un segnale, il software
torna al loop di spegnimento e
riaccensione del modulo ibrido
ricevente. Dall’esame del flowchart possiamo dunque trarre
alcune conclusioni: innanzitutto
che il dip 1 (DS1-1) assume significato differente a seconda che
venga chiuso prima di dare i 3
volt che alimentano la logica, o
dopo; nel primo caso si ottiene la
cancellazione dei codici appresi,
bisogna considerare che ogni ulteriore
acquisizione determina la cancellazione automatica della prima posizione
memorizzata: in altre parole, se si va ad
abbinare un sesto trasmettitore, il software provvede a cancellare il codice
42
mentre nel secondo si passa in apprendimento. Un’altra considerazione da fare è che è
possibile acquisire codici di un solo formato,
nel senso che l’apprendimento viene fatto
secondo una certa impostazione di DS1-2,
che quindi va settato prima di accendere il
circuito; cambiandone lo stato a ricevitore
alimentato non si ottiene alcun risultato,
dato che la parte di programma che gira in
loop è quella che riguarda la gestione
dell’RX ed il riconoscimento o la memorizzazione di nuovi codici in arrivo.
salvato in EEPROM per primo, sostituendolo appunto con il sesto. Alla settima acquisizione il programma cancella la seconda posizione e vi scrive il
relativo codice, ecc. Ovviamente una
volta azzerata la EEPROM (DS1-1
chiuso prima di accendere il circuito...)
sono ancora disponibili 5 acquisizioni.
Quanto a DS1-2, serve ad impostare il
tipo di decoder da emulare: aperto
impone
la
codifica
Motorola
MC1450xx, mentre chiuso fa sì che il
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Il nostro prototipo montato e collaudato,
alimentato con 4 pile stilo da 1,5V di tipo
alcalino può raggiungere un’autonomia di
oltre un anno e mezzo.
durante il normale funzionamento, il
riconoscimento di un codice presente
in memoria viene segnalato dal led con
una sequenza di lampeggi di circa 1
secondo.
REALIZZAZIONE
PRATICA
microcontrollore decifri i segnali ricevuti dall’ibrido sfruttando la codifica
MM53200/UM86409. Il microswitch
va impostato prima di accendere il circuito, perché durante il funzionamento
viene volutamente ignorato dal software; d’altra parte ciò è più che logico, in
quanto il programma si predispone alla
lettura di un unico formato. E’ chiaro
che cambiando l’impostazione del dip
2 occorre adeguare l’apprendimento
dei relativi codici: insomma, se si chiude il dip che prima era aperto, durante
il funzionamento il microcontrollore
accetterà solamente codici in formato
MM53200/UM86409, e non quelli
Motorola; dunque, se i codici attualmente in memoria sono di quest’ultimo
tipo, è ovvio che occorre spegnere il
ricevitore, chiudere DS1-1, ridare tensione ed attendere la cancellazione
della EEPROM, quindi procedere con
l’apprendimento dei nuovi trasmettitori. Tutto ciò è determinante per il corretto uso del radiocomando.
Una volta appresi i codici, il ricevitore
risponderà al comando di un TX azionato nel suo raggio d’azione (circa 50
metri con un trasmettitore standard da
5 mW) purché sia della codifica adatta
e sia stato preventivamente memorizzato; il relè d’uscita verrà comandato
sempre in modo impulsivo (monostabile) scattando al ricevimento del segnale, e ricadendo dopo circa 2 secondi.
All’uscita sono disponibili i tre elettrodi dello scambio, cioè C, NC ed NA,
quindi il dispositivo è già predisposto
per soddisfare ogni esigenza, potendo
controllare carichi e circuiti che richiedono un contatto normalmente chiuso
(C-NC) o normalmente aperto (C-NA).
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Il relè utilizzato permette di commutare 10 ampère in reti elettriche funzionanti ad un massimo di 250 Vac. Bene,
detto questo, crediamo di aver spiegato
gli aspetti salienti del ricevitore per
radiocomando; prima di passare alla
descrizione del montaggio ed al collaudo, spendiamo due parole sul led LD1:
questo serve per dare le segnalazioni di
funzionamento, limitatamente ad alcune fasi.
Ad esempio, lampeggia 20 volte e
molto rapidamente quando si accende
il circuito tenendo il primo dip chiuso:
in tale evenienza indica che il microcontrollore sta cancellando la memoria
riservata ai codici, quindi, al termine
Costruire e mettere in funzione il ricevitore è cosa assai facile; iniziate dal
circuito stampato, che potete realizzare
semplicemente per fotoincisione, sfruttando quale pellicola una buona fotocopia su carta da lucido o acetato della
traccia lato rame illustrata nel corso
dell’articolo in scala 1:1. In alternativa
potete utilizzare il sistema di incisione
che prevede l’impiego della “pellicola
blu”, sistema che non richiede l’uso di
bromografo nè di piastre presensibilizzate. Incisa e forata la basetta, vi si possono infilare i pochi componenti occorrenti, iniziando con le resistenze e il
diodo D1, che va orientato come indicato nell’apposito piano di cablaggio.
E’ poi la volta dello zoccolo per il
micro, da sistemare anch’esso secondo
il giusto verso, così da non avere dubbi
quando sarà il momento di inserirvi il
chip. Montate il dip-switch bipolare ed
il transistor, il cui lato piatto deve essere rivolto all’esterno del circuito.
Collocate infine il relè, ed il modulo
PER IL MATERIALE
Il progetto descritto in queste pagine è disponibile in scatola
di montaggio (cod. FT340K) al prezzo di 65.000 lire. Il kit del
ricevitore comprende tutti i componenti, la basetta forata e
serigrafata, le minuterie, i due portapile, il micro programmato ed il modulo Aurel. Questi ultimi sono disponibili anche
separatamente rispettivamente al prezzo di lire 25.000 (micro
cod. MF340) e lire 30.000 (modulo cod. RX4M30RR04). Tutti
i prezzi sono comprensivi di IVA. Il materiale va richiesto a:
Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI),
tel. 0331-576139, fax 0331-578200.
del lampeggio, sarà pronto all’apprendimento dei nuovi. Durante l’autoapprendimento di un nuovo codice, il led
conferma l’avvenuta memorizzazione
con 10 lampeggi veloci seguiti da un
secondo di accensione continua; infine,
ibrido. Come antenna ricevente, potete
stagnare nella piazzola che porta al pin
3 dell’U1 il solito spezzone di filo di
rame rigido lungo 17 cm, avendo cura,
nel caso si tratti di filo smaltato, di
rimuoverne lo smalto nel punto da sal-
Nuovo indirizzo:
Futura Elettronica srl via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Tel. 0331-799775 Fax. 0331-792287 http://www.futurashop.it
43
lato rame
scala 1:1
dare. Per l’alimentazione e lo scambio
del relè, prevedete morsettiere da c.s. a
passo 5 mm, che potete facilmente infilare e saldare nei rispettivi fori. Anche
per i collegamenti del led abbiamo previsto un morsetto, tuttavia nulla vieta di
saldare questo componente direttamente al circuito. Ultimate le saldature,
inserite il microcontrollore (disponibile
già programmato presso la ditta Futura
Elettronica di Rescaldina -MI Telefono
0331/576139,
fax
0331/578200) controllando che la sua
tacca di riferimento coincida con quella dello zoccolo sottostante. Per la connessione delle pile possiamo darvi un
consiglio: innanzitutto prevedete delle
batterie alcaline, ed alloggiatele a due a
due in appositi portapile, quindi connettete i fili dei due portapile ai rispettivi morsetti facendo attenzione a non
scambiare tra loro positivo e negativo.
Scegliete il tipo di batteria in funzione
dell’autonomia che volete da circuito.
Utilizzando delle stilo (2,7A/h) l’autonomia risulta di circa un anno e mezzo
mentre con delle torce (16,5 A/h) si
superano tranquillamente i 5 anni.
Chiaramente, per poter lavorare, occorre, prima di dare l’alimentazione, scegliere la codifica impostando, mediante
DS1-2, quella dei trasmettitori che vole-
te usare, e chiudere DS1-1 per avviare la
cancellazione della EEPROM e predisporre il dispositivo all’autoapprendimento. Date l’alimentazione e, terminata la sequenza di lampeggi del led rosso,
premete il tasto del vostro trasmettitore
per un paio di secondi, verificando che il
rispettivo codice venga ricevuto e
memorizzato; allo scopo guardate il led,
che deve lampeggiare rapidamente per
una decina di volte, quindi apparire acceso a luce fissa per poi spegnersi entro un
secondo: questo conferma l’acquisizione
del codice. Ripetete l’operazione eventualmente con gli altri 4 trasmettitori. A
tale proposito ricordiamo che, una volta
acquisito un codice, questo può essere
utilizzato da infiniti trasmettitori. A questo punto aprite il dip DS1-1; premete
ancora il tasto del TX e verificate che il
relè scatti, per ricadere entro due secondi circa. Ricordate che il comando può
non avere esito immediato, dato che
nella peggiore delle ipotesi verrà ricevuto dopo circa 2 secondi; pertanto se non
vedete lampeggiare il led (che indica la
decodifica del segnale) insistete con il
trasmettitore anche per oltre due secondi, fino ad ottenere l’attivazione del relè.
SHAPE MEMORY ALLOYS
(LEGHE METALLICHE CON MEMORIA DI FORMA)
Queste particolari leghe metalliche quando vengono attraversate da corrente o semplicemente riscaldate subiscono
cambiamenti di forma e durezza. Dei molti nomi utilizzati per indicare queste SMAs, noi per il nostro tipo abbiamo
scelto "Flexinol Muscle Wires" che si presenta sotto forma di filo.
Alcuni settori in cui sono utilizzati sono: Elettronica, Robotica, Medicina, Automazione, Aeronautica, etc.
Nome
Diametro(µm)
Resistenza
Lineare(ohm/m)
Corrente
Tipica(mA)
Peso (g)
Deformazione
Flexinol 037
37
860
30
Flexinol 050
50
510
50
Flexinol 100
100
150
180
Flexinol 150
150
50
400
Flexinol 250
250
20
1.000
Flexinol 300
300
13
1.750
Flexinol 375
375
8
2.750
Confezione di Flexinol ( 037,050,100,150,250,300,375) 10cm per
Muscle Wire Book (in Inglese)
Questo libro spiega cosa sono le Shape
Memory Alloys (leghe metalliche con
memoria di forma), come sono prodotte,
quando sono nate, le applicazioni attuali
e le idee future, come utilizzarle e alcuni
progetti pratici da realizzare.
Codice MWBook £ 45.000 iva compresa
4
8
28
62
172
245
393
tipo
Peso (g)
Recupero
20
35
150
330
930
1.250
2.000
£ 35.000 iva compresa
Prezzo
al metro
£
£
£
£
£
£
£
35.000
35.000
36.600
38.650
40.600
44.800
46.800
Farfalle Cinetiche Formate da SMAs
Animate da un piccolo filo di Flexinol
muovono le ali come una farfalla vera,
disponibili in tre modelli ( Blu Morpho
del centro America, Monarch del nord
America e Old World dell'America e Eurasia). Prezzo £ 80.000 cad. iva compresa
Pistone Elettrico SMAs
Motore Passo-Passo Ultrapiccolo
Questo motore passo-passo bipolare è ideale
per la messa a fuoco di telecamere, macchine
fotografiche e altre micro applicazioni.
Dimensioni: 10mm x 15mm - Alimentazione: da
4 a 6Vdc - Corrente: da 10 a 100mA - 10 passi 36° a passo. Prezzo £ 12.500 cad. - Conf. 5Pz. £ 55.000
Attuatore formato da SMAs, non appena è attraversato da corrente, si accorcia del 20%, è in grado di sollevare sino a 450 grammi di peso, silenzioso e costruito in modo da
essere utilizzato facilmente, non necessita di fori o saldature .
Lung.Normale: 100mm - Contratto: 76mm - Peso: 10g. - Resistenza: 0,2 ohm
Consumo: 4A max. - Tempo di Contrazione : 2 sec. - Tempo di rilassamento: 12 sec.
Prezzo £ 15.000 cad. - Conf. 10Pz. £ 130.000 - 20Pz. £ 180.000
Molla Sma, Compressione: Quando è fredda può essere
compressa sino a 16mm, riscaldata con 3 Amper si estende
a 30mm con oltre 4 Newton di forza! Diametro 8mm, filo da
950µm attivato a 55-65C. Prezzo £ 16.000 cad. iva comp.
Molla Sma, Tensione: Quando è fredda può essere allungata di 14mm, riscaldata si contrae a 29mm complessivi. Con agganciato un peso di 350 g.r.,
si restringe da 60mm (fredda) a 30mm(riscaldata) con 2 Amper. Diametro 6mm,
filo da 750µm attivato a 45-55C. Prezzo £ 16.000 cad. iva compresa
ORDINARE A: IDEA ELETTRONICA - Via XXV Aprile, 24 - 21044 Cavaria con Premezzo -Varese -Tel./Fax 0331-215081
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44
Elettronica In - luglio / agosto 2000
TEMPO LIBERO
Come trasformare una “due ruote” tradizionale in una bici elettrica,
ecologica, sicura e comoda per girare in città e fuori senza troppa fatica e
spendendo pochi soldi. Vediamo insieme come fare. Terza parte.
di Federico Lanzani
elle puntate precedenti è stato
descritto il progetto della bici
elettrica nella sua impostazione e
realizzazione. In questo articolo
vediamo insieme la descrizione dell’interfaccia seriale e ulteriori precisazioni circa il collaudo e la taratura della scheda di controllo a
microcontrollore. Ricordiamo che
per controllare l’erogazione della
potenza dalle batterie ai motori è
stata progettata una centralina elettronica dotata di un microcontrollore della serie ST6. L’utilizzo di un
microprocessore ha permesso di
ottenere con un circuito piuttosto
semplice e con l’hardware ridotto al
minimo le seguenti funzioni: regolazione della velocità dei motori
impostata tramite un potenziometro; limitazione della corrente massima; alimentazione automatica dei
Elettronica In - luglio / agosto 2000
47
collegamenti esterni, tarature, settaggio ponticelli
COLLEGAMENTI ESTERNI
M1 Collegare a questo morsetto i due motori di
trazione ponendoli in serie.
S1 Interruttore principale
posto in serie alle batterie.
BATT Collegare a questo morsetto due batterie
da 12 V 7 A/h poste in serie.
KEY Contatto a chiave normalmente aperto
(in alternativa mettere un ponticello
realizzato con filo elettrico).
VEL Interruttore opzionale esterno per limitare
ulteriormente la corrente ai motori (se si usa
questo ingresso, togliere il ponticello S8).
R4 Eventuale potenziometro R4 esterno.
S4 Contatto magnetico da utilizzare come
sensore di pedalata.
LD1 Diodo led di segnalazione.
48
motori (richiede S8 chiuso): verso + aumenta
corrente, verso - diminuisce corrente.
PONTICELLI
S2 Ponticello abilitazione rivelazione pedalata
(togliere se non si desidera utilizzare questa funzione).
S3 Seleziona modalità pilotaggio mosfet (lasciare
aperto per alimentazione a 24 V).
S5 Ponticello generazione PWM in modalità
veloce o lenta.
S6 Ponticello rilevazione automatica movimento motori
(togliere se non si desidera utilizzare questa funzione).
S8 Abilita ulteriore limitazione di corrente.
S9 Ponticello per abilitare potenziometro regolazione
velocità esterno (lasciare S9 se non si usa un potenziometro esterno, togliere S9 e portare R4 a zero se si usa
un potenziometro esterno).
REGOLAZIONI CON TRIMMER
ESEMPI DI UTILIZZO
R4 Regolazione massima velocità motori (CH1).
R5 Velocità di soglia partenza automatica motori
(CH5): verso + alza velocità di soglia,
verso - abbassa velocità di soglia.
R12 Limitazione corrente ai motori (CH4):
verso + aumenta la corrente massima,
verso - diminuisce la corrente massima.
R17 Taratura segnalazione batteria scarica (CH2):
+ aumenta valore letto, - diminuisce valore letto.
R19 Regolazione limitazione ulteriore di corrente ai
Configurazione per bici elettrica
con sensore di pedalata e batterie a 24 volt.
S2 chiuso, S3 aperto, S5 chiuso, S6 chiuso, S7 chiuso
(ponte o chiave), S8 aperto, S9 chiuso.
Configurazione per vetturetta elettrica
con unica batteria a 12 volt.
S2 aperto, S3 chiuso, S5 chiuso, S6 aperto, S7 chiuso,
S8 aperto, S9 aperto con R4 a zero e potenziometro
esterno.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Il nostro sistema è stato appositamente realizzato per
convertire una bici tradizionale in una elettrica ed è
composto da una centralina a microcontrollore, da due
batterie e da due motori. I suoi punti salienti sono questi:
è adatto a tutte le biciclette (universale); si monta
rapidamente (veloce); non comporta fastidiose modifiche
della bicicletta che può quindi essere riportata allo stato
originale (reversibile); il kit di trasformazione (batterie +
motori + elettronica di controllo) è utilizzabile per altre
applicazioni, come ad esempio go-kart per bambini
(flessibile); il circuito di controllo utilizza un
microcontrollore per elaborare i segnali e generare il
segnale di comando dei motori (moderno); il metodo di
controllo dei motori è in sintonia con quelle che
presumibilmente saranno le future normative europee
per le biciclette elettriche (attuale).
motori al di sopra di una certa velocità
e solo se si sta pedalando; disinserimento automatico dei motori se cessa
la pedalata oppure se si è al di sotto di
una certa velocità; arresto in caso di
rottura potenziometro; avviso batteria
inizio scarica; interruzione della alimentazione ai motori in caso di batteria
troppo scarica; segnalazioni visive/acustiche; erogazione graduale della
potenza ai motori; uscita seriale 19.2
kbit/sec per eventuale taratura e/o diagnostica e/o visualizzazione remota. La
porta PA0 del micro viene utilizzata
come uscita seriale a 19200 baud per
collegare, tramite un semplice circuito
di interfaccia, un PC per scopi di taratura e/o diagnostica. E’ anche possibile
collegare un visualizzatore “intelligente” a tale uscita per rendere disponibili
su un display aggiuntivo informazioni
circa l’energia consumata, la velocità
dei motori, la corrente assorbita. Per
semplificare al massimo i collegamenti
l’interfaccia verso il PC
cablaggio del cavo
seriale lato PC
(COM1 o COM2)
schema elettrico
interfaccia
Connettore a vaschetta 9 poli
visto dal lato saldature.
La centralina elettronica rende disponibile (porta PA0 del microcontrollore) un’uscita seriale alla quale, interponendo
l’interfaccia descritta in questo box, è possibile collegare un Personal Computer. La piccola interfaccia
utilizza un fotoaccoppiatore per isolare completamente i segnali tra la scheda elettronica ed il PC. Dato il ridotto
numero di componenti il tutto può essere montato su una basetta millefori e collocato insieme alla
batteria a 9 volt in un piccolo contenitore plastico.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
49
‘**************************
‘****** ELEBIKE3.BAS ******
‘**************************
‘riceve i caratteri sulla linea seriale a 19200 baud trasmessi dalla
‘centralina che spedisce la serie di caratteri a intervalli di ‘100msec iniziando con 55H per 2 volte e poi tutte le altre
‘variabili; poi li stampa a video sia nella forma
‘decimale che binaria
DEFINT A-Z
DIM SHARED ModemInput$(11)
‘matrice ricezione caratteri validi
COLOR 15, 0
‘colore schermo
CLS
Quit$ = CHR$(0) + CHR$(16)
‘valore restituito da INKEY$
‘quando si preme ALT+q
LOCATE 24, 1, 1
‘messaggi sullo schermo in basso
PRINT STRING$(80, “_”);
LOCATE 25, 1
PRINT TAB(10); “ALT+q per uscire C = continua S = singola”;
VIEW PRINT 1 TO 23
‘stampa tra le righe 1 & 23
PRINT “ELEBIKE3: TEST RS232 A 19200 bit/sec CON MICRO ST6
(rev. 000415)”
PRINT
PRINT
PRINT
PRINT “caratteri ricevuti da COM1 (convertiti a 8 bit):”
LOCATE 8, 35: PRINT “ CH1 =”;
LOCATE 9, 35: PRINT “ CH2 =”;
LOCATE 10, 35: PRINT “ CH3 =”;
LOCATE 11, 35: PRINT “ CH4 =”;
LOCATE 12, 35: PRINT “ CH5 =”;
LOCATE 13, 35: PRINT “ TON =”;
LOCATE 14, 34: PRINT “ TOFF =”;
LOCATE 15, 31: PRINT “STATI_HW =”;
LOCATE 16, 31: PRINT “STATI_SW =”;
LOCATE 17, 31: PRINT “ CORREZ =”;
LOCATE 18, 31: PRINT “PED_TIME =”;
‘apertura seriale (19200 baud, no parity, 8-bit data,
‘1 stop bit, 256-byte input buffer):
OPEN
“COM1:19200,N,8,1” FOR RANDOM AS #1 LEN = 256
IF flag = 1 THEN
GOSUB ricez
END IF
‘ricezione continua
LOOP
CLOSE
‘fine e uscita
CLS
PRINT “FINE PROGRAMMA”
PRINT
PRINT TIME$
END
‘subroutines
ricez:
numchar = 11
k% = 0
‘riceve e stampa a video i caratteri
‘riceve blocchi di 11 caratteri validi
‘verifica timeout
DO WHILE LOC(1) = 0
k% = k% + 1
IF k% = 65000 THEN
PRINT “timeout”;
CLOSE #1
RETURN
END IF
LOOP
a = ASC(INPUT$(1, #1))
‘attende ed elimina i primi due 55H
b = ASC(INPUT$(1, #1))
DO WHILE a <> 85 OR b <> 85
a=b
b = ASC(INPUT$(1, #1))
LOOP
FOR j = 1 TO numchar
‘riceve e stampa i caratteri
ModemInput$(j) = INPUT$(1, #1)
LOCATE 7 + j, 41
PRINT USING “###”; ASC(ModemInput$(j));
temp1 = ASC(ModemInput$(j)): GOSUB decbin
NEXT
RETURN
DO
‘loop principale
keyinput$ = INKEY$
‘verifica tastiera
IF keyinput$ = Quit$ THEN ‘esci se premuto
EXIT DO
‘ALT+q.
ELSE
IF keyinput$ <> “” THEN ‘oppure verifica se C o S
IF keyinput$ = “c” OR keyinput$ =
“C” THEN flag = 1
LOCATE 23, 1: PRINT “ricezione continua S per interrompere”;
ELSE
IF keyinput$ = “s” OR keyinput$ = “S” THEN flag = 0
LOCATE 23, 1: PRINT “ricezione singola “;
GOSUB ricez
END IF
END IF
END IF
END IF
e per non appesantire il programma del
microcontrollore si è scelto di progettare la nostra scheda come “master”, cioè
come dispositivo che trasmette i caratteri sulla linea seriale in modo indipendente. Così facendo sono sufficienti
50
decbin:
‘decodifica e stampa byte in 8 bit
byte$ = “b”
FOR h = 1 TO 8
IF temp1 / 2 = temp1 \ 2 THEN
byte$ = “0” + byte$
ELSE
byte$ = “1” + byte$
END IF
temp1 = temp1 \ 2
NEXT
PRINT “ “; byte$;
RETURN
due fili per trasferire i segnali dal
microcontrollore al personal computer.
L’uscita seriale del microcontrollore
infatti trasmette in continuazione i
caratteri, con baud rate pari a 19200
bit/sec, contenenti il valore di alcune
variabili significative del programma
del microcontrollore. La sequenza che
si ripete continuamente dei caratteri
che vengono trasmessi è riportata nel
box visibile in questa pagina. Il PC
deve stare in attesa e continuare a esaElettronica In - luglio / agosto 2000
le videate a PC
BATTERIA
MOLTO SCARICA
CH1 = 26
CH2 = 81
CH3 = 128
CH4 = 0
CH5 = 0
TON = 0
TOFF = 31
STATI_HW = 28
STATI_SW = 25
CORREZ = 0
PED_TIME = 0
- LED spento
- Buzzer che genera un
beep continuo
- Motori fermi
LIMITATORE
DI CORRENTE 1
Legenda canali: CH1 = potenziometro velocità; CH2 = tensione batteria;
CH3 = ingresso chiave di abilitazione; CH4 = lettura corrente motore;
CH5 = lettura tensione a vuoto motore.
CH1 = 26
CH2 = 126
CH3 = 128
CH4 = 24
CH5 = 0
TON = 20
TOFF = 17
STATI_HW = 24
STATI_SW = 192
CORREZ = 0
PED_TIME = 0
- LED acceso con lampeggio
veloce (5 cicli al secondo)
- Buzzer disattivo
- Motori in rotazione
CONDIZIONE
DI STAND-BY
FUNZIONAMENTO
NORMALE
INIZIO
SCARICA BATTERIA
LIMITATORE
DI CORRENTE 2
CH1 = 26
CH2 = 118
CH3 = 128
CH4 = 0
CH5 = 0
TON = 0
TOFF = 31
STATI_HW = 28
STATI_SW = 72
CORREZ = 0
PED_TIME = 0
- LED acceso fisso
- Buzzer disattivo
- Motori fermi
CH1 = 26
CH2 = 114
CH3 = 128
CH4 = 12
CH5 = 212
TON = 22
TOFF = 9
STATI_HW = 28
STATI_SW = 64
CORREZ = 0
PED_TIME = 0
- LED lampeggiante
(1 ciclo ogni 2 secondi)
- Buzzer disattivo
- Motori in rotazione
CH1 = 26
CH2 = 98
CH3 = 126
CH4 = 10
CH5 = 214
TON = 22
TOFF = 9
STATI_HW = 28
STATI_SW = 96
CORREZ = 0
PED_TIME = 0
- LED lampeggiante
(1 ciclo ogni 2 secondi)
- Buzzer che genera
un beep-beep alternato
- Motori in rotazione
CH1 = 26
CH2 = 126
CH3 = 102
CH4 = 14
CH5 = 0
TON = 14
TOFF = 18
STATI_HW = 56
STATI_SW = 192
CORREZ = 10
PED_TIME = 0
- LED acceso con lampeggio
veloce (5 cicli al secondo)
- Buzzer disattivo
- Motori in rotazione
minare la linea seriale per interpretare i
caratteri ricevuti dal micro. Questo può
essere effettuato facendo eseguire al
PC un semplice programma scritto in
BASIC dal nome ELEBIKE3.BAS
(vedi relativo listato riportato in queste
Elettronica In - luglio / agosto 2000
pagine). Per collegare l’ingresso seriale COM1 oppure COM2 del personal
computer alla scheda di controllo della
bici elettrica occorre realizzare una piccola interfaccia che utilizza un fotoaccoppiatore per isolare completamente i
segnali tra le due apparecchiature. Dato
il ridotto numero di componenti il tutto
può essere montato su una basetta millefori e collocato insieme alla batteria
in un piccolo contenitore plastico. Il
grande vantaggio nell’utilizzo del col51
legamento seriale è quello di poter fare
una taratura al banco della scheda in
modo più rapido e preciso. Prima di
iniziare occorre procurarsi, oltre alla
scheda elettronica montata, tutti i dispositivi per il collaudo che sono: le due
ri montati, sono stati utilizzati quattro
motori collegati a coppie sull’asse. In
questo modo ogni coppia di motori
costituiva un insieme motore + generatore che permetteva di simulare diverse
condizioni di sforzo dei motori colle-
batteria da 12V (meglio mettere un
fusibile in serie); prima di montare nell’apposito zoccolo il microcontrollore
alimentare la centralina e verificare la
presenza di una tensione di +5V tra i
morsetti 1 e 20 dello zoccolo; predi-
le variabili trasmesse dalla centralina
L’uscita seriale della nostra scheda trasmette in continuazione dei caratteri,
con baud rate pari a 19200 bit/sec, contenenti il valore di alcune variabili
significative del programma. Ogni carattere viene trasmesso a distanza di 0,1
secondi dal precedente e quindi vengono inviati 10 caratteri al secondo.
La sequenza, che si ripete continuamente, dei caratteri che vengono trasmessi
è la seguente:
- carattere 85, serve per sincronizzare la ricezione del PC;
- carattere 85, serve per sincronizzare la ricezione del PC;
- lettura A/D della linea PB0 (CH1, potenziometro velocità);
- lettura A/D della linea PB1 (CH2, tensione batteria);
- lettura A/D della linea PB2 (CH3, chiave + S8 + R19);
- lettura A/D della linea PB3 (CH4, corrente assorbita);
- lettura A/D della linea PB4 (CH5, tensione motore);
- valore TON del periodo di conduzione del PWM;
- valore TOFF del periodo di non conduzione del PWM;
- stato dei segnali digitali esterni STATI_HW;
- stato di alcune variabili utilizzate dal programma STATI_SW;
- valore della seconda limitazione di corrente CORREZ;
batterie già cariche; i due motori, possibilmente collegati tra loro dal rullo e
montati sulla ruota anteriore della bici
che dovrà essere sollevata da terra; un
multimetro per misurare tensioni e correnti; il personal computer; la documentazione relativa al progetto; fogli
per annotazioni.
La foto riportata nel box sottostante
mostra il sistema utilizzato dall’autore;
al posto della bicicletta con i due moto-
gando semplicemente delle diverse
lampadine in uscita ai generatori. La
soluzione di montare direttamente i
motori sulla bici è comunque da preferire.
A questo punto, prima di iniziare il collaudo vero e proprio, seguire questi
passi, riferendosi ai precedenti articoli
per maggiori dettagli: verificare il corretto funzionamento dei motori + rullo
collegati in serie alimentandoli con una
sporre i trimmers, posizionare i ponticelli ed effettuare i collegamenti ai vari
dispositivi esterni come descritto negli
articoli precedenti; all’accensione verificare la presenza del bip-bip di autodiagnosi della durata di 6 secondi;
regolare i trimmers come descritto nell’articolo per tarare la soglia batteria
scarica, per regolare la velocità massima e la limitazione di corrente.
Nell’articolo abbiamo riportato alcune
scelta dei motori
per la bicicletta elettrica
Nell’applicazione sulla bici elettrica a pedalata assistita
la potenza richiesta ai motori (o al motore) è abbastanza
modesta e va dai 100 ai 300 W. Per motivi di sicurezza le
tensioni di alimentazione devono rimanere tra i 12 e i 48
V. Adottando la trasmissione a rullo le velocità dei motori ottimali sono comprese tra i 3000 e i 4000 RPM. Con
queste specifiche si può reperire sul mercato una grande
quantità di piccoli motori elettrici a spazzole a magneti
permanenti (PM motors), anche di provenienza automobilistica (motori per elettroventole del radiatore o dell’abitacolo), i quali sono caratterizzati da fattori fondamentali per la nostra applicazione: facile reperibilità; basso
52
Elettronica In - luglio / agosto 2000
videate che corrispondenti a diverse
condizioni di funzionamento. STAND
BY mostra il valore dei parametri nella
condizione iniziale di sistema alimentato con motori fermi; dato che la bici
non è in movimento, si nota che i moto-
batteria a inizio scarica; il valore di
CH2 è inferiore a 100 e quindi i motori continuano a funzionare (TON = 22)
nonostante il bip-bip del buzzer.
MOLTO SCARICA mostra la situazione di batteria molto scarica; il valore di
vede che il valore di CORREZ è pari a
10 (S8 chiuso e R19 ruotato al max) e
quindi la corrente viene limitata in
modo che CH4 sia inferiore a 15.
Un’ultima nota per tutti coloro che realizzeranno il progetto: ricordatevi di
- valore del contatore di pedalata PED_TIME.
Riportiamo di seguito una spiegazione più accurata
del significato dei parametri seriali trasmessi dalla centralina.
CH1 Lettura ADC PB0 (pot velocità: campo utile da 4 a 35; oltre 80 = pot. aperto);
CH2 lettura ADC PB1 (tens. batteria: se<90 = molto scarica; tra 90 e 100 = iniz. scarica);
CH3 Lettura ADC PB2 (chiave S7 e limit. di corrente S8: se>140 = centralina disabilitata; se<140 = centralina abilitata);
CH4 Lettura ADC PB3 (corrente motore: se>25 interviene il limitatore principale);
CH5 Lettura ADC PB4 (tensione motore: se>50 partono automaticamente i motori);
TON Periodo di ON PWM (da 0 a 31);
TOFF Periodo di OFF PWM (da 0 a 31);
STATI_HW Contiene lo stato dei jumpers S2, S5, S6, S7, S8 e lo stato dei comandi chiave e pulsante:
bit7 = non usato; bit6 = non usato; bit5 = 1 jumper S8 (coppia ridotta); bit4 = 1 chiave S7 abilitata; bit3 = 1 jumper S5
(PWM veloce); bit2 = 1 jumper S6 (rilevazione Vmot); bit1 = 1 jumper S2 (abilita sensore pedali); bit0 = non usato;
STATI_SW Contiene lo stato dei flags; START, limitazione corrente, batteria scarica, velocita’ motore bassa:
bit7 = 1 limitazione corrente attiva; bit6 = 1 START; bit5 = 1 batteria a inizio scarica; bit4 = 1 batteria molto scarica; bit3
= 1 velocita’ motore bassa; bit2 = 1 potenziometro aperto; bit1 = 1 pedalata rilevata; bit0 = 1 blocco motore (batteria troppo scarica);
CORREZ Valore della ulteriore limitazione di corrente dato da R19 (varia da 0 a 10 con S8 chiuso);
PED_TIME Contatore che viene incrementato (con S2 chiuso) ogni 0.1 sec in assenza di pedalata fino al valore max di
50 (equivalente a 5 sec).
ri sono fermi (TON = 0) nonostante
CH1 = 26 (potenziometro R4 di regolazione di velocità quasi al max). FUNZIONAMENTO NORMALE si riferisce
al funzionamento della bici su strada
con i motori che erogano correttamente
potenza; si noti il rilevamento della
velocità del motore (CH5 = 212) e il
fatto che i motori sono in movimento
(TON = 22). INIZIO SCARICA fa
vedere cosa accade nella situazione di
CH2 è inferiore a 90 e quindi i motori
vengono fermati (TON = 0). LIMITATORE DI CORRENTE 1 propone la
condizione di intervento del limitatore
di corrente principale; TON viene
abbassato dal microcontrollore da 22 a
20 in modo che la corrente letta da
CH4 sia inferiore a 25. LIMITATORE
DI CORRENTE 2 si riferisce all’intervento del secondo limitatore di corrente abilitato tramite il ponticello S8; si
documentare con fotografie lo sviluppo
e la realizzazione del vostro prototipo,
e di inviare il materiale a Elettronica In
che potrà decidere di pubblicare la
vostra realizzazione in uno spazio
apposito del sito www.elettronicain.it.
Per ulteriori informazioni visitate il sito
dell’autore: http://space.tin.it/computer/felanzan/ oppure http://web.tiscalinet.it/isanik/ oppure http://digilander.iol.it/isanik/.
costo; larga diffusione nel settore automobilistico; comportamento
elettrico “facile” e “prevedibile” che ne semplifica il controllo (RPM
circa proporzionali alla tensione di alimentazione, coppia circa proporzionale alla corrente, tensione a vuoto circa proporzionale agli
RPM). Un esempio di un motore adatto alla nostra applicazione è
mostrato in questo box. Si tratta di un motore recuperato da una elettroventola di una vecchia automobile. Parti del genere si trovano
anche come “fondo di magazzino” presso i ricambisti del settore auto
a costi di poche decine di migliaia di lire. Il motore da noi utilizzato è
in grado di funzionare in modo continuo con correnti dell’ordine dei 5
÷ 6 A; alimentandolo a 12 V senza carico sull’albero assorbe la stessa corrente (circa 1 A) anche invertendo la polarità della tensione di
alimentazione, segno che può funzionare anche con senso di rotazione
opposto a quello previsto in origine, e che quindi può essere accoppiato ad un altro motore identico.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
53
Una serie
completa di
scatole di
monta ggio
hi-tech che
sfruttano la
rete GSM.
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Facilmente abbinabile a qualsiasi cancello automatico. Attiva un relè di uscita (da
collegare all’impianto esistente) quando viene chiamato da un telefono fisso o mobile
precedentemente abilitato. Programmazione remota mediante SMS con
password di accesso. Completo di contenitore e antenna bibanda.
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Sistema di controllo remoto che consente di attivare, mediante normali SMS, più uscite, di verificare lo
stato delle stesse, di leggere il valore logico assunto dagli
ingressi nonché di impostare questi ultimi come input di
allarme. Possibilità di espandere gli ingressi e le uscite digitali.
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Invia ad uno o più utenti un SMS di allarme quando almeno uno degli ingressi viene
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contenitore; non sono compresi l'antenna e l'alimentatore.
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all’interno di una vettura o utilizzato in qualsiasi altro ambiente.
Regolazione della sensibilità da remoto, chiamata di allarme
mediante sensore di movimento, password di accesso.
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Viene fornito con l'antenna a stilo, mentre il sensore di
movimento è disponibile separatamente.
Collegata ad una linea telefonica fissa, consente di
ascoltare da remoto tutte le telefonate effettuate da
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quella utenza. La ritrasmissione a distanza delle telefonate sfrutta la rete GSM. Microfono ambientale supplementare, I/O a relè. La scatola di montaggio non comprende il contenitore e l'antenna GSM.
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Collegato al telefono di casa effettua automaticamente una connessione GSM tutte le
volte che componiamo il numero di un telefonino. In questo modo
possiamo limitare il costo della bolletta in quanto una chiamata cellulare-cellulare costa quasi la metà rispetto ad una
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S
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
INTERNET, TERMINOLOGIA SUL MONDO DELLE RETI, PROBLEMI DI ROUTING,
GATEWAY E BRIDGE, PROTOCOLLO TCP/IP, SOCKET DI CONNESSIONE,
PRIMITIVE DI GESTIONE DI CONNESSIONE DI RETE IN C, DNS, PROTOCOLLI FTP, HTTP, MAIL,
NEWS E TELNET, HTML, INTRODUZIONE A JAVA, COME ALLESTIRE UN WEBSERVER.
Quarta puntata
C
ome accennavamo alla fine della scorsa puntata, ci occuperemo ancora, e per l’ultima volta,
di aspetti “fisici” della comunicazione. A differenza di quando si parlava del livello datalink, dove i
collegamenti erano punto a punto, dove cioè esisteva un cavo tra ogni coppia di host, qui esamineremo il caso in cui il canale di comunicazione (il
cavo, ma potrebbe essere anche l’etere) sia
condiviso da più macchine. Esamineremo
quelli che vengono chiamati canali multiaccesso oppure canali ad accesso casuale. I
protocolli usati per determinare a chi
spetta la precedenza su un canale multiaccesso appartengono ad un sottolivello del datalink chiamato MAC (Medium
Access Control). Abbiamo già detto che i
modelli a strati, come ISO/OSI, non sono
mai completamente rigorosi, per cui si può
avere che un livello possa essere diviso ulteriormente in sottolivelli. Questo ne è un
classico esempio. Il sottolivello MAC è di
importanza basilare nelle LAN, che costituiscono il mattone più piccolo di Internet che,
ricordiamo per l’ennesima volta, è formata
appunto da tantissime reti locali (LAN) unite
Elettronica In - luglio / agosto 2000
di Alessandro Furlan
tra loro mediante linee geografiche (WAN) realizzate tramite collegamenti punto a punto. Ora, avendo parlato delle problematiche dei collegamenti
punto a punto nella scorsa puntata (PPP, HDLC,
ecc), non si può trascurare la struttura delle reti
locali; esamineremo quindi
anche, con piccoli
accenni teorici, il funzionamento delle varie
tipologie
di
LAN
55
(Ethernet, Token Ring, ecc), realtà affermatissime nel
mondo informatico di oggi.
I METODI DI ALLOCAZIONE
DEL CANALE CONDIVISO
Uno dei modi più semplici per consentire a più utenti di
usare contemporaneamente un singolo canale è la suddivisione di frequenza. Questa tecnica, chiamata FDM
(Frequency Division Multiplexing) si basa su un’idea
abbastanza semplice: se si hanno N utenti, la larghezza
di banda viene divisa in N parti uguali, e se ne assegna
ad ogni utente una. Ogni utente ha quindi una diversa
banda di frequenza così da non creare alcuna interferenza con gli altri. FDM funziona abbastanza bene quando
il numero di utenti è fissato e quando ogni utente ha un
traffico regolare. Quando il numero degli utenti cambia
in continuazione, o il traffico è irregolare, ecco che sorgono pesanti problemi. Se il numero di utenti che in un
istante sta trasmettendo è minore di N, si ha un grosso
spreco di banda, in quant o una fetta delle frequenze che
PROTOCOLLI DI ACCESSO MULTIPLO
E DINAMICO DEL CANALE
All’inizio degli anni settanta, N. Abramson e i colleghi
dell’Università delle Hawaii idearono un metodo per
l’allocazione dinamica del canale. Questo metodo inizialmente fu denominato ALOHA.
L’idea su cui si basa ALOHA è semplice: gli utenti trasmettono ogni qualvolta abbiano dati da spedire. Non
stanno a vedere se il canale e’ già occupato, trasmettono
e basta. Ci saranno ovviamente molte collisioni, ma il
mittente saprà se il pacchetto che ha appena inviato ha
incontrato una collisione, semplicemente “ascoltando” il
canale; in questo caso aspetta un periodo casuale di
tempo e lo ritrasmette. La casualità è d’obbligo, altrimenti si verificherebbero sempre le stesse collisioni, e la
rete andrebbe in stallo. ALOHA è un protocollo funzionante, tuttavia ha un “piccolo-grande” difetto: sfrutta il
canale per una percentuale molto bassa. Con alcuni calcoli statistici, che trascuriamo per non tediarvi, basati
metodi per l’allocazione dinamica del canale
56
Elettronica In - luglio / agosto 2000
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
un utente non utilizza non può essere utilizzata da nessun altro; inoltre, se sono stati previsti N utenti, e un
nuovo host viene collegato, questo si vedrà negato il permesso di accesso al canale, anche se in quel momento
quest’ultimo non è impegnato completamente. Ecco che
in situazioni non staticamente definite questo tipo di
approccio non fornisce una buona soluzione. A venirci
in aiuto c’è però un’altra tecnica, quella dell’allocazione dinamica del canale: ci sono N macchine che possono comunicare tra loro attraverso un singolo cavo, tutte
possono trasmettere su tale cavo, e tutte possono ricevere da esso. Ogni macchina “ascolta” quindi tutto il traffico presente sul canale. Se due pacchetti di dati vengono trasmessi simultaneamente da due diverse macchine,
essi si sovrapporranno, generando una collisione rilevabile da tutte le macchine collegate. Vediamo ora come si
è sviluppata questa tecnica.
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
il contenuto del Corso
- INTERNET: cos’è e come è nata;
- TERMINOLOGIA sul mondo delle reti;
- PROBLEMI DI ROUTING, Gateway e Bridge;
- IL PROTOCOLLO TCP/IP;
- SOCKET DI CONNESSIONE, primitive
di gestione di connessione di rete in C;
- IL DNS;
- PROTOCOLLI FTP, HTTP, MAIL, NEWS
e TELNET;
- HTML;
- INTRODUZIONE A JAVA;
- COME ALLESTIRE UN WEBSERVER.
sulla cosiddetta distribuzione di Poisson per gli eventi
casuali, si trova un’efficienza attorno al 18%. In altre
parole, oltre l’80% della capacità teorica del canale
viene sprecata! Capite bene che la cosa è assolutamente
inaccettabile.
Una miglioria a questo risultato si è avuta nel 1972,
quando si è presentato il protocollo “slotted ALOHA”.
In questo sistema una stazione che vuole trasmettere non
può farlo in qualunque momento. L’inizio della trasmissione può avvenire solamente in corrispondenza dell’inizio di un intervallo di tempo (slot) che deve essere
coerente per tutte le stazioni. E’ un po’ come se ci fosse
un orologio comune che batte i secondi, e uno può trasmettere solo allo scoccare di ogni secondo.
Chiaramente la lunghezza di questo slot di tempo va
dimensionata in base al numero di stazioni, alla dimensione del pacchetto, ecc. Con questo sistema l’efficienza
del canale raggiunge un picco del 37% circa, il doppio
di ALOHA standard, ma ancora troppo basso.
Un netto miglioramento si ha con una famiglia di protocolli che utilizzano la tecnica del rilevamento della por-
Elettronica In - luglio / agosto 2000
tante, i protocolli CSMA (Carrier Sense Multiple
Access). Questa famiglia comprende diverse varianti;
vediamole ora brevemente:
- CSMA 1-persistente. Quando una stazione deve inviare dati, prima “ascolta” il canale in modo da rilevare se
qualcun altro sta trasmettendo. Se il canale è occupato la
stazione aspetta finché non si libera. Appena trova libero invia il pacchetto. Se avviene una collisione la stazione aspetta un intervallo di tempo arbitrario e ritrasmette
l’intero pacchetto. Il nome del protocollo viene dal fatto
che l’host trasmetterà con probabilità 1 (quindi certamente) appena trova il canale libero. Sulle prestazioni
del protocollo ha un’importanza notevole il ritardo di
propagazione del segnale, poiché, quando una stazione
invia un pacchetto, una stazione lontana si accorge che il
canale è occupato dopo un intervallo di tempo, quello
necessario al segnale per andare da una stazione all’altra. Ora, benché il segnale viaggi circa alla velocità della
luce (300000 Km/sec) nel caso il canale sia l’etere, e
circa 100000 Km/sec nel caso sia un cavo, capite che se
due stazioni sono a distanza di 1000 Km questo intervallo è di 1/100 di secondo; tempo tutt’altro che trascurabile per applicazioni in cui si elaborano parecchi
megabit al secondo. Ecco la ragione per cui le LAN che
normalmente utilizziamo non devono avere cavi più lunghi di un paio di Km, proprio per non rendere troppo alto
questo tempo di propagazione del segnale.
- CSMA non persistente. Differisce dal precedente dal
fatto che la stazione quando trova il canale occupato non
resta impazientemente ad ascoltare finché non si libera,
ma lo ricontrolla dopo un certo intervallo di tempo.
- CSMA p-persistente, che differisce dall’1-persistente
per il fatto che se trova il canale libero non trasmette certamente, ma lo fa con probabilità p (p è un numero compreso tra 0 e 1).
57
Eccoci giunti all’ultimo tipo di protocollo, che unisce la
capacità di “ascoltare” la linea a quella di “capire”
istantaneamente se c’è una collisione, e in questo caso
interrompere istantaneamente la trasmissione e aspettare. I protocolli precedenti trasmettevano comunque tutto
il pacchetto, e poi controllavano l’eventuale collisione.
In questo caso, invece, la stazione, anche se ha inviato
un solo bit del pacchetto si accorge della collisione, si
blocca e aspetta un certo periodo di tempo. Così facendo si risparmia molta banda del canale. Se trascorso questo tempo il canale è ancora occupato aspetterà per un
tempo via via maggiore, finché dopo un numero prestabilito di tentativi “a vuoto” l’interfaccia (ad es. la scheda di rete) segnala ai livelli superiori l’impossibilità di
trasmettere. Questa tecnica va sotto il nome di CSMACD (Collision Detection).
Questa è esattamente la tecnica con cui funziona lo standard Ethernet, popolarissimo e largamente utilizzato in
moltissime realtà.
LO STANDARD
ETHERNET (IEEE 802.3)
Ethernet, oggi forse la tipologia di rete più utilizzata nell’ambito di reti locali, nasce nel 1976 per iniziativa della
Xerox, e inizialmente è stata definita per una velocità di
3Mb/sec. Successivamente la DEC e la Intel decisero
uno standard per Ethernet a 10Mb/sec. Per Ethernet esistono diverse tipologie di cablaggio:
- 10Base5, o anche Thick (spessa) Ethernet. Questo collegamento era formato da un cavo coassiale abbastanza rigido, per convenzione di colore giallo, in cui venivano infilate delle cosiddette spine a vampiro, composte
da uno spillo che veniva inserito nel cavo coassiale. Le
spine a vampiro erano collegate poi alla scheda di rete.
Il “10” nella denominazione indica appunto la velocità,
10Mb/s.
- 10Base2, o Thin (sottile) Ethernet, formato da un
cavo coassiale flessibile (tipo RG58) interrotto da giunzioni a T con connettori BNC, dove viene collegata la
58
scheda di rete. Individuare rotture del cavo, spine o connettori rotti è il problema più grave per questi due collegamenti.
- 10BaseT, tipo di connessione in cui tutte le stazioni
sono collegate con un nodo centrale, detto Hub (o concentratore), mediante un doppino di tipo telefonico.
Questa tecnica ha il vantaggio di rendere più facile l’aggiunta o la rimozione di stazioni, e semplificare la manutenzione generale della rete.
- 10BaseF, connessione che utilizza cavi in fibra ottica,
ma è ancora poco utilizzata a causa dei costi elevati in
rapporto alle prestazioni (utilizzare la fibra ottica per trasmettere 10Mb/sec è sicuramente uno spreco).
Vediamo ora come viene trasmesso in generale un
segnale binario in Ethernet. Essenzialmente Ethernet,
come abbiamo già accennato, si basa sul protocollo
CSMA-CD. La tecnica di codifica dei bit utilizzata è la
cosiddetta Manchester differenziale. Per capire come
essa funzioni, facciamo riferimento al diagramma rappresentato in queste pagine. Le onde quadre rappresentano la normale codifica binaria, la codifica Manchester
e la codifica Manchester differenziale, quella usata nello
standard 802.3. I livelli logici alto e basso sono rispettivamente codificati con +0.85V e -0.85V. Analizzando i
livelli più elevati, vediamo ora come è formato un pacchetto (ormai questo termine dovrebbe esservi familiare)
di dati Ethernet:
Pre
Inizio Indirizzo Indirizzo Lung. Dati Riemp. Ck
pacchetto dest.
mitt.
dati
(7 byte)
(1)
(6)
(6)
(2) (0÷1500) (0÷46) (4)
Il campo “Pre” (preambolo) contiene una sequenza di 7
byte, ciascuno dei quali così formato: 10101010, mentre
l’inizio del pacchetto è formato dal byte 10101011.
Seguono poi i due campi degli indirizzi, di 6 byte ciascuno (48 bit di cui i primi due riservati), che identificano univocamente ogni scheda di rete esistente; è possibile (teoricamente) indirizzare un numero pari a 246 (olre
70.000.000.000.000!!) diverse schede di rete. Se il
Elettronica In - luglio / agosto 2000
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
Le tre
tipologie di
cablaggio per
reti Ethernet
più usate:
10Base5 (a),
10Base2 (b),
10base T (c).
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
campo destinazione è composto da 6 byte formati da
tutti 1, significa che il pacchetto è destinato a tutte le stazioni della rete. Il campo dati, può essere lungo da 0 a
1500 Byte; la sua lunghezza è codificata nel pacchetto
(Lung. dati). Lo riempimento (Riemp.) serve a portare il
pacchetto (nel caso il campo dati sia minore di 46 byte)
alla dimensione minima di 64 Byte (convenzione di
Ethernet). Il Checksum di 4 byte (32bit) viene utilizzato
per il controllo degli errori.
Torniamo brevemente all’analisi dei collegamenti delle
varie schede per puntualizzare che, spesso, anziché collegare tutte le stazioni sotto con un unico spezzone di
cavo si preferisce una diversa soluzione, quella della
LAN commutata. In sostanza, si “divide” la rete in
diverse zone con al centro un’apparecchiatura abbastanza sofisticata e costosa chiamata switch. Uno switch è
composto da diverse schede (fino a 32), ciascuna delle
quali ha da una a otto porte 10BaseT. Quando una stazione deve trasmettere emette il suo pacchetto verso il
commutatore, questo controlla se il destinatario è una
delle stazioni connesse alla stessa scheda; se è così, il
pacchetto viene inviato al destinatario, altrimenti viene
indirizzato alla scheda opportuna mediante un bus interno a grandissima velocità (nell’ordine dei Gigabit/s), e
una volta giunto alla scheda opportuna, spedito sulla
porta desiderata. Lo switch in definitiva spezza la rete in
più sottoreti, con conseguente miglior efficienza di queste ultime; essendo il numero di stazioni ridotto, vi sono
meno collisioni e questo avviene in modo trasparente
alle stazioni stesse, che non si accorgono di nulla, dato
che è lo switch che fa da “controllore invisibile del traffico”.
ALTRE TIPOLOGIE
DI RETE LOCALE
Ethernet è sicuramente la tecnologia più diffusa per piccole reti locali specie in ambiti di office-automation. Per
applicazioni di questo tipo ha prestazioni assolutamente
adeguate. Mostra i suoi limiti laddove il volume di dati
scambiati cresce in modo notevole. E’ il caso di applicazioni in cui bisogna condividere in rete file multimediaElettronica In - luglio / agosto 2000
li, grosse immagini, ecc. A partire dal 1992, si è andata
sviluppando la tecnologia Fast Ethernet, operante alla
velocità di 100Mb/sec.
Fast Ethernet è estremamente simile a Ethernet standard (formato del pacchetto, interfacce, regole procedurali) riducendo in pratica il tempo necessario per trasmettere un bit da 100 a 10 nanosecondi (aumentando
quindi la frequenza di codifica). Una limitazione posta è
che ogni rete Fast Ethernet deve avere un’architettura
basata su Hub (100BaseT, molto simile a 10BaseT).
Non sono ammessi coassiali, spine a vampiro, BNC o
quant’altro. Comunque gli Hub a 100Mb/sec sono compatibili con lo standard a 10 Mb/sec, per cui è possibile
passare gradatamente alla velocità più alta, semplicemente cambiando le schede di rete nelle stazioni.
Ethernet, sia standard che Fast, ha però una limitazione notevole: in linea teorica (in realtà è assai difficile
che avvenga, ma statisticamente può succedere!) è possibile che per ripetute e sistematiche collisioni tra due
stazioni, un pacchetto in viaggio ci metta molto tempo
(anche infinito!!) ad essere consegnato correttamente. Si
pensi ad applicazioni come il controllo di processi produttivi: sicuramente è inaccettabile che due macchine
che devono comunicare tra loro dei dati di funzionamento di una catena di montaggio si blocchino perché
non riescono a comunicare (a causa di ripetute collisioni) fermando così l’intera produzione. In sostanza
Ethernet è un protocollo basato sulla casualità. Funziona
abbastanza bene, ma l’abbastanza, spesso, per certe
applicazioni, non è sufficiente.
Ecco che, proprio grazie alla pressione di alcune importanti società (tra le altre la General Motors), si è iniziato
a pensare ad una tipologia priva di collisioni, dove si sa
con assoluta certezza quanto ci mette il pacchetto ad
andare da una stazione ad un’altra. Per applicazioni
cosiddette “in tempo reale” questa è una prerogativa
assoluta.
Sono nati così due standard: Token Bus e Token Ring.
Il Token Bus, detto anche 802.4. Fisicamente è formato
da un cavo, in genere lineare, a cui vengono collegate le
stazioni. Ogni stazione conosce gli indirizzi delle stazioni adiacenti. Solo una stazione alla volta può trasmette59
CORSO PROGRAMMAZIONE HTML
re, ed è la stazione in possesso del token (gettone), che
altro non è che un pacchetto standard ricevuto dalla stazione predecessore. Dopo aver trasmesso i suoi dati, la
stazione passa il token (invia il pacchetto standard) alla
stazione successiva, e via così. Una stazione designata,
in possesso del token quando viene inizializzata la rete,
è necessaria nel caso in cui la stazione in possesso del
token si blocca. Lo standard prevede poi meccanismi per
l’aggiunta e la rimozione dinamica delle stazioni, in cui
le medesime rinegoziano predecessori e successori, in
modo trasparente.
Proprio per queste ultime casistiche lo standard 802.4 a
livello di documenti di riferimento è molto complesso,
assai più di Ethernet. Token Bus è definito per velocità
di 1,5 e 10Mb/sec.
Simile a Token Bus come concetto, ma diversa come
implementazione, è la Token Ring, o 802.5.
Caratteristica base della tecnologia è la struttura ad anello, la cui lunghezza è un parametro base per stabilire il
bit rate. Se la velocità dell’anello è di R Mb/sec, viene
emesso un bit ogni (1/R) microsecondi. Con una velocità di propagazione tipica di un segnale elettrico (perché di tale si tratta) in un cavo, di 200m ogni microsecondo, ogni bit “occupa” 200/R metri sull’anello.
Chiariamo meglio quanto detto con un esempio: su un
anello di 1000 metri di circonferenza, a 1 Mb/sec,
potranno esserci in un dato istante solo 5 bit sull’intero
anello. La frequenza con cui vengono inviati i bit dipende dunque strettamente dalla lunghezza dell’anello.
In Token Ring, una speciale sequenza di bit (il token)
“circola “ sull’anello mentre le stazioni sono inattive.
Quando una stazione vuole trasmettere un pacchetto, si
impossessa del token e lo rimuove dall’anello prima di
trasmettere. Trasmette il pacchetto, e subito dopo rigenera il token, che verrà prelevato dalla prima stazione
successiva in attesa di trasmettere. E’ facile dimostrare
che in un tempo limite fissato, una stazione riesce
60
comunque a spedire il pacchetto. Se la rete è scarica, il
token continuerà a girare, finché qualcuno non ha necessità di spedire. La limitazione di questa tipologia è che
se si interrompe l’anello in un qualunque punto (interruzione fisica del cavo o blocco della stazione) tutta la rete
risulta bloccata. Per ridurre questo rischio spesso si frappongono delle apparecchiature in grado di rilevare un
guasto della macchina, e di bypassare la medesima isolandola fisicamente con un relè, ripristinando così la
chiusura dell’anello. Abbiamo quindi visto come funzionano le reti locali, e abbiamo esaurito così il livello
Datalink, sia per collegamenti punto a punto (nella scorsa puntata) che nei canali multiaccesso.
Nella prossima puntata vedremo il livello Rete: prima
cercheremo di capire il funzionamento dei router (che di
fatto sono quelli che più di tutti fanno funzionare
Internet), per poi iniziare a vedere il protocollo di livello Rete in Internet (il famosissimo IP).
Token Ring
Elettronica In - luglio / agosto 2000
VIDEO
Programma in Visual Basic col quale pilotare in tempo reale il
gen-lock video descritto il mese scorso. L’impiego di questo software
consente di editare, in maniera semplice, le scritte e
le altre informazioni da sovrapporre all’immagine video.
di Andrea Silvello
A giudicare dalle numerose telefonate che sono giunte
in redazione nelle ultime settimane, il progetto del genlock proposto il mese scorso ha “colpito nel
segno”: evidentemente sono numerosi gli
hobbysti che lavorano in questo campo e
che desiderano costruire dispositivi in
grado di elaborare i segnali video. E tra le
apparecchiature del settore, il genlock è sicuramente una delle più
ambite, in quanto consente di
sovrapporre a qualsiasi segnale composito una o più scritte, fisse o in
movimento sullo schermo: in effetti,
il testo in sovraimpressione che
siamo soliti vedere nelle trasmissioni televisive, viene
generato da circuiti di questo
genere. Le prestazioni ed i prezzi dei
gen-lock disponibili in commercio variano notevolmente a seconda del modello; in ogni caso anche le
apparecchiature meno prestanti costano parecchio:
forse per questo motivo il nostro progetto, dal costo più
Elettronica In - luglio / agosto 2000
contenuto, ha riscosso tanto successo. Un’altra ragione
d’interesse va sicuramente ricercata nella semplicità del
circuito. Vale la pena a
questo punto ricordare,
specie per coloro che non
hanno letto l’articolo,
come abbiamo realizzato il
gen-lock e quali prestazioni esso è in grado di offrire. Il “cuore” del dispositivo è rappresentato dall’integrato STV9426, solitamente utilizzato nei televisori e nei videoregistratori
per generare scritte e simboli grafici; appartiene
cioè alla famiglia degli
OSD ovvero degli On
Screen Display. Il chip dispone di una tabella di caratteri che è possibile selezionare
mediante una linea di controllo in I2C-Bus; con lo
stesso metodo è anche possibile definire i parametri del
63
carattere, le configurazioni dei vari
Il gen-lock consente di sovrapporre una
scritta - fissa o scorrevole - a qualsiasi
segnale videocomposito.
64
registri, eccetera. Va precisato che, sebbene il componente sia capace di produrre (contrariamente a quanto detto
nel fascicolo 50) testo in 8 colori, il
gen-lock genera solamente caratteri in
bianco. Per sincronizzare le scritte
generate col segnale video è necessario
ricavare da quest’ultimo il sincronismo
verticale e quello orizzontale da inviare
all’integrato STV9426: a ciò provvede
un
separatore
di
sincronismi
dell’Elantec. Completa l’apparato un
microcontrollore necessario a convertire le informazioni seriali in comandi
I2C-Bus recepibili dall’STV9426; già,
perché purtroppo questo chip vuole
istruzioni in un suo specifico formato,
dunque è necessaria un’interfaccia.
Tale caratteristica costituisce forse l’unico vero neo del prodotto, perché
costringe l’utente che vuole lavorarci a
scrivere laboriosi comandi in QBasic,
che oltretutto richiedono tempi di digitazione ed invio che non ne agevolano
l’uso. E’ questo il motivo per cui abbiamo deciso di sviluppare un programma
con il quale anche un semplice operatore video, un amatore, può titolare
delle immagini televisive senza la
minima difficoltà: l’unico requisito è
conoscere l’ambiente Microsoft
Windows 95/98. Il software permette
di scrivere automaticamente data ed
ora, e manualmente fino a 4 frasi, specificandole con una semplice procedura e scegliendone la posizione desiderata su uno schermo virtuale, che rappresenta quello che si vedrà sovrapposto alla videata riprodotta dal TV o
monitor; i testi possono poi restare
fermi o scorrere sullo schermo, dall’alto verso il basso e viceversa, da sinistra
a destra ed al contrario. E’ anche prevista una modalità casuale, ed una
“seguente”: il testo si sposta casualmente nella prima, mentre nella seconda va dove viene messo il puntatore del
mouse. Una serie di menu consente
anche la selezione della porta seriale a
cui è connesso il gen-lock, nonché la
scelta della lingua dell’interfaccia utente, scelta operabile tra Italiano, Inglese,
Francese, Tedesco, Spagnolo.
Vediamo di scoprire questo programma, partendo dall’interfaccia utente.
Cliccando sulla relativa icona si avvia
la videata principale, contenente in alto
Elettronica In - luglio / agosto 2000
a sinistra un rettangolo che rappresenta
il monitor dell’immagine da titolare, a
lato le impostazioni per le coordinate di
partenza dei testi in orizzontale e verticale, il cursore per la selezione della
velocità nei modi che prevedono lo
spostamento delle scritte, e quello per
la regolazione della loro luminosità. In
centro si trovano le caselle di selezione
delle 4 possibili frasi, con i bottoni virtuali per l’avvio e l’arresto. Vi sono poi
i comandi generali di stop ed avvio, che
riguardano le istruzioni dirette al genlock. Appositi tasti consentono anche
la modifica di data ed ora, nonché la
possibilità di sovrapporre o eliminare
le stesse dal video.
Prima di analizzare i singoli casi, esplichiamo alcune note comuni a tutti i
testi: le impostazioni si fanno da tastiera e con il mouse, quindi occorre selezionare ogni volta su quale campo
intervenire. Quanto ai testi, abbiamo 4
scritte oltre a data ed ora: per scegliere
su quale operare occorre puntare e cliccare nel rispettivo riquadro, ovvero in
quello immediatamente sotto alla dicitura che l’identifica; ad esempio, per
ritoccare o spostare l’ora basta cliccare
nel riquadro Ora, dopodiché ogni operazione compiuta fino alla prossima
selezione riguarderà la visualizzazione
dell’orologio.
Avviando il programma, l’impostazione di default permette di visualizzare
data ed ora: a riprova di ciò, il quadro
virtuale mostra le posizioni in cui le
due informazioni si troveranno nell’immagine (la prima in alto a sinistra, l’altra in alto a destra). Cliccando sul bottone di avvio si dà il consenso per l’inserimento, mentre con lo stop si elimina la rispettiva informazione.
Partiamo dalla data: per impedirne la
visualizzazione si clicca su Stop Data;
per farla tornare basta cliccare su Avvio
Data. Volendo editare una nuova data,
basta cliccare nel relativo riquadro,
allorché è possibile scrivere giorno,
mese ed anno voluti nella casella bianca; la modifica diverrà operativa cliccando su Avvio Data, che in questo
caso funziona da ENTER. Riguardo
l’ora, il concetto è analogo.
Quanto alla titolazione, il software permette fino a 4 stringhe da 34 caratteri
ciascuna. L’editazione si svolge cliccando nella rispettiva casella, allorché
si può introdurre il testo o modificarne
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Le immagini evidenziano tutte
le possibilità offerte dal nostro
software. Mediante semplici
menu a tendina possiamo
scegliere la porta di
comunicazione, la scritta sulla
quale agire, le caratteristiche
della stessa, eccetera.
65
piano di montaggio scheda base
COMPONENTI
D1: 1N4007 diodo
Varie:
- prese RCA da c.s. (2 pz.);
- plug alimentazione;
- connettore DB9 poli femmina c.s.;
- connettore 30 pin femmina;
- connettore 30 pin maschio 90°;
- stampato cod. S330.
Per collaudare e testare il modulo
gen-lock, ma anche per utilizzarlo in
pratica, abbiamo realizzato
un’ apposita scheda base munita di
connettore a passo 2,54 mm. Questa
scheda dispone di connettori RCA per
l’ingresso e l’uscita del segnale
videocomposito e dell’attacco DB-9
necessario per l’interfaccia
seriale con il PC.
uno esistente. Digitata la parola o frase,
per visualizzarla basta puntare e cliccare sul relativo bottone di avvio; con
Stop si toglie la frase dallo schermo.
Ad esempio supponiamo di voler scrivere “Prova scritta 1”; per farlo dobbiamo cliccare nella casella sottostante a
Scritta 1, quindi digitare da tastiera la
frase “Prova scritta 1”. Puntando e cliccando su Avvio Scritta 1 quel che
abbiamo introdotto appare sul monitor
in alto, dunque sull’immagine cui si
riferisce il segnale.Le posizioni di
default sono 0 e 0 per orizzontale e verticale, dunque il testo andrebbe a
sovrapporsi alla data; per spostarlo
nella zona dello schermo che si deside-
ra basta agire sui valori X ed Y, cliccando nelle relative caselle e scrivendo
quelli voluti da tastiera. A tal proposito
va ricordato che il massimo spostamento
in verticale è 13 (perché il gen-lock può
introdurre 13 righe) e quello in orizzontale è 33 (tante sono le colonne ammissibili). Valori oltre tali limiti porterebbero
a non vedere le scritte. Ricordate anche
che da quando si clicca sulla casella di
una scritta o della data o dell’ora, al
momento in cui si punta e si clicca in
un’altra, tutte le modifiche operate dal
pannello di comando e le impostazioni
fatte da menu, valgono per quella scritta.
Le frecce sulle scale di luminosità e
tempo permettono di modificare la
prima l’intensità luminosa delle scritte,
l’altra la velocità di spostamento se si è
impostata una delle opzioni dal menu
Movimenti. Sempre a proposito di menu,
quello dei File permette di salvare una
titolazione in un file .txt, ovvero di caricarne una, sempre da un file simile.
Comm serve per la scelta della seriale:
fatta la selezione, bisogna cliccare su
Apri porta per attivare la comunicazione.
Scritte permette di scegliere direttamente il testo da visualizzare o impostare;
Movimenti serve invece per far spostare
il testo selezionato scegliendo tra le varie
opzioni. A riguardo notate che il movimento è possibile di un carattere/riga
per volta, ovvero non è continuo.
PER IL MATERIALE
La piastra base ed il software per il gen-lock sono disponibili
al prezzo di lire 45.000 (cod. FT330K). Il kit comprende tutti i
componenti, le minuterie, il cavo di collegamento al PC ed il
software su CD. Ricordiamo che il kit del gen-lock (descritto sul fascicolo n. 50) è disponibile al prezzo di 92.000 lire
(cod. FT329K). Tutti i prezzi sono comprensivi di IVA. Il
materiale va richiesto a: Futura Elettronica, Viale Kennedy
96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.
66
Nuovo indirizzo:
Futura Elettronica srl via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Tel. 0331-799775 Fax. 0331-792287 http://www.futurashop.it
Elettronica In - luglio / agosto 2000
ANTIFURTO
Efficace e potente avvisatore acustico adatto ad impianti
d’allarme, capace di emettere un suono particolarmente penetrante grazie
ad un trasduttore piezoelettrico caricato; il basso
consumo consente un’ampia autonomia anche nel funzionamento
con batteria a caduta di positivo.
di Francesco Doni
uando si deve realizzare un sistema d’allarme è
bene tener presente ogni particolare, scegliendo
opportunamente sensori ed attuatori adeguati oltre,
ovviamente, alla centralina di controllo dotata sempre
di batteria tampone che dovrà mantenere il
tutto in funzione durante i periodi
di mancanza dell’alimentazione di rete. Tra i vari
componenti, un occhio
di riguardo lo merita la
sirena, l’avvisatore acustico per eccellenza, perché è l’elemento che più
di ogni altro richiama l’attenzione della gente ed
esprime la condizione di
allarme; è vero che oggigiorno, abituati al suono di mille
sirene di antifurto di case, negozi ed automobili, i passanti quasi
non vi fanno più caso, tuttavia non
si può negare che un buon avvisaElettronica In - luglio / agosto 2000
tore capace di emettere una nota forte e penetrante permette di sapere anche a distanza quando l’antifurto è
scattato. Naturalmente un buon
impianto d’allarme, per essere
completo, dovrebbe avere anche
un combinatore telefonico (fisso
o radiomobile) o qualsiasi altro
mezzo di teleallarme (anche
via radio) capace di avvisare
a distanza il proprietario dei
beni; tuttavia un dispositivo del genere, come altri
attuatori, è certamente
utile ma si tratta di un
complemento, qualcosa in più che spesse
non è disponibile. Ciò
che invece non manca mai
in un sistema d’allarme (antifurto,
antincendio, ecc.) è l’avvisatore acustico, sia
esso elettromeccanico (a ventola), allo stato solido,
autoalimentato, a caduta di positivo, e via di seguito;
69
schema
elettrico
d’altra parte, ciò che scatta, subito
dopo un’incursione in una banca, in
una gioielleria, in un caveau, in un
laboratorio segreto, è sempre la sirena,
talvolta accompagnata da una luce lampeggiante.
Sono questi i segnali che nell’immaginario collettivo rappresentano più d’ogni altro un pericolo derivante da un
furto, un’esplosione, un incendio, ecc.
Proprio per l’importanza e la vastità del
campo di applicazione, abbiamo pensato di proporre il progetto di una sirena
elettronica, un avvisatore allo stato
solido capace di produrre una nota
modulata in frequenza a slittamento,
cioè un segnale acustico la cui frequenza varia continuamente da un massimo
ad un minimo e viceversa, dando l’effetto sonoro tipico degli avvisatori antifurto.
Il circuito in sè è davvero semplice ed
alla portata di tutti, tanto da poter essere realizzato anche dallo sperimentatore alle prime armi, e l’unico componente forse un po’ critico è il trasformatore elevatore, peraltro autocostruibile sfruttando anche solo un semplice
spezzone di bacchetta di ferrite.
70
SCHEMA
ELETTRICO
La nostra sirena è composta sostanzialmente da un gruppo di controllo e da
un trasduttore piezoelettrico: il primo è
il generatore di alta tensione modulata
in frequenza mentre il secondo è
appunto un mid-tweeter piezoelettrico
ad alta tensione, che si collega all’usci-
ta del trasformatore elevatore TF1.
Vediamo il circuito, ricordando che
produce una nota acustica la cui frequenza slitta continuamente tra due
valori, uno massimo ed uno minimo;
ciò viene ottenuto da quattro blocchi
fondamentali, ovvero due multivibratori astabili ad operazionale, un doppio
comparatore push-pull, ed un trasformatore elevatore. Uno dei due oscilla-
La scheda
elettronica
e il trasduttore
piezo sono
stati alloggiati
in un contenitore plastico di
adeguate dimensioni; si noti nel
lato sinistro della
basetta il trimmer
di regolazione
della frequenza di
lavoro della sirena.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
tori è modulato e l’altro fa da modulatore, sebbene da questo venga presa
non la tensione di uscita ma quella
quasi triangolare dovuta ai cicli di carica e scarica del condensatore di temporizzazione; entrambi sono basati sul
classico schema del multivibratore
metà della tensione di alimentazione
dell’intero circuito: dunque, se il tutto
funziona a 12 volt, tra i piedini 13, 2 e
la massa vi dovrebbero essere circa 6
V; questo vale inizialmente, giacché un
istante dopo l’accensione i due multivibratori cominciano ad oscillare, for-
dino 5 riceve ora un potenziale decisamente più basso, minore della metà di
quello di alimentazione, e teoricamente
pari a 1/2VxR11/(R11+R9). La tensione ai capi del condensatore cala fino a
quando non diviene minore di quella
dovuta alla retroazione positiva, allor-
piano di montaggio
COMPONENTI
R1: 470 Ohm
R2: 470 Ohm
R3: 10 KOhm
R4: 10 KOhm
R5: 2,7 KOhm
R6: 10 KOhm
R7: 470 KOhm
R8: 1 MOhm
R9: 470 KOhm
R10: 1 MOhm
R11: 470 KOhm
R12: 10 KOhm
R13: 39 KOhm
R14: 100 KOhm
C1: 10 µF 63VL elettr.
astabile ad operazionale, quindi descriviamo nei dettagli uno solo di essi,
fermo restando che nozioni e considerazioni esposte valgono per tutti e due.
Riferiamoci ad U1c, uno dei quattro
comparatori contenuti nell’unico
LM339 siglato U1, e vediamo che esso
lavora in una configurazione che lo
vede retroazionato in positivo ed in
negativo mediante una rete R/C; lo
C2: 100 µF 16VL
elettrolitico
C3: 2200 pF ceramico
T1: BC327 transistor
T2: BC327 transistor
U1: LM339
D1: 1N4007 diodo
D2: 1N4148
D3: 1N4148
D4: 1N4148
TF1: autotrasformatore
( vedi testo )
Varie:
- zoccolo 7 + 7;
- morsettiera 2 poli;
- trasduttore piezoelettrico PZ11;
- stampato cod. M034.
nendo ciascuno un’onda rettangolare.
Gli zero volt sul piedino invertente e la
polarizzazione data dal partitore R3/R4
(comune ad U1c ed U1d) fanno sì che
il comparatore ponga la propria uscita a
livello alto (circa +12 V) facendo caricare il condensatore tramite R13 ed
R14, in un tempo che dipende dal valore di entrambi i resistori; C3 accumula
energia fino a quando, caricandosi, la
ché il comparatore commuta nuovamente riportando la propria uscita a
livello alto; il piedino 5 riceve ancora il
potenziale di soglia più alto (la somma
di 1/2V e del contributo portato dall’uscita tramite R11 ed R9) ed il condensatore C3 riprende a caricarsi. Come
già visto, non appena la differenza di
potenziale ai capi di quest’ultimo avrà
raggiunto ancora una volta la soglia
tensione tra le sue armature non supera
quella determinata dal partitore di
retroazione positiva R11/R9 ed applicata al piedino 5. A questo punto l’uscita (pin 2) commuta passando al
livello basso (0 volt) e determinando
così la scarica del solito C3, attraverso
la rete R13/R14; per effetto del partitore di polarizzazione e di R11/R9, il pie-
superiore, il comparatore farà registrare un’altra commutazione alla propria
uscita, portando il piedino 2 a livello
basso, e ricominciando il ciclo.
Si instaura dunque un fenomeno ripetitivo che determina tra il pin 2 e massa
una forma d’onda rettangolare, e ai
capi di C3 una sorta di segnale rettangolare, le cui rampe ascendenti e
Il circuito di comando del trasduttore
piezoelettrico è estremamente
semplice; l’unico componente un po’
critico è il trasformatore che va
autocostruito seguendo le istruzioni
riportate nell’articolo.
schema è leggermente modificato
rispetto a quello canonico, perché l’integrato lavora ad alimentazione singola, quindi necessita di un potenziale di
riferimento applicato al piedino noninvertente di ciascun comparatore che
funzionerà da oscillatore. La polarizzazione serve essenzialmente per portare,
a riposo, l’uscita di ciascun elemento a
Elettronica In - luglio / agosto 2000
71
il trasduttore piezo
L’efficacia e l’intensità del suono prodotto dipendono da uno specifico trasduttore, un mid-tweeter piezoelettrico ad alta
tensione che normalmente viene montato nelle sirene da appartamento ed in quelle per auto: pilotato dal segnale modulato prodotto dal semplice circuito, consente di udire l’allarme a grande distanza, consumando poca corrente (gli elementi piezo assorbono decisamente meno dei tradizionali altoparlanti da 8 ohm...) e garantendo la massima resa nel minimo ingombro; senza contare che pesa poche decine di grammi, quindi l’intera sirena può prendere posto ovunque, ed essere fissata praticamente senza limiti, con un aggancio leggero e senza preoccupazioni. Il mid-tweeter è sostanzialmente un
altoparlante per note medio-alte la cui anima è una pastiglia piezoelettrica fissata al fondo del contenitore; la superficie
che emette la vibrazione è affacciata all’interno della gola di una particolare tromba esponenziale accorciata e ripiegata, che carica la membrana piezo aumentandone fortemente l’intensità dell’emissione sonora, tanto da raggiungere una
pressione acustica di 100 dB ad 1 metro di distanza, sotto una tensione di 10 V (circa 1 W di potenza dissipata) alla frequenza di 4 KHz. Il risultato potrete sentirlo con le vostre orecchie una volta completato il circuito.
Le principali caratteristiche del trasduttore sono così riassumibili:
Risposta in frequenza
Frequenza di risonanza
Tensione massima di picco
Tensione massima efficace
Impedenza (@1 KHz)
Efficienza a 4 KHz (@1m, 10 Veff.)
Angolo di dispersione
Peso
2÷20 KHz
4 KHz
150 V
53 V
500 ohm
100 dB
80 °
60 g
curva di risposta
discendenti sono in realtà dei pezzi di
curva esponenziale. Questo accade in
entrambi i multivibratori, sebbene
quello principale operi ad una frequenza che viene modulata da quella prodotta in U1d; allo scopo, mentre U1c
lavora a qualche KHz, l’oscillatore di
modulazione (U1d) genera poco più di
una decina di hertz, proprio perché
deve far slittare con tale frequenza la
nota prodotta dal primo. Volendo una
modulazione progressiva e non un
suono bitonale, non possiamo sfruttare
il segnale rettangolare uscente dal piedino 13, ma ce ne occorre uno analogico, ad andamento continuo; per questo
dimensioni
motivo utilizziamo la tensione presente
ai capi del condensatore C1. Si tratta di
una forma d’onda quasi triangolare e
che ben si presta ad essere sovrapposta
a quella di polarizzazione determinata
dal partitore R3/R4. Detto questo possiamo già immaginare quali effetti
abbia l’applicazione di una tensione
lato rame
in dimensioni
reali
72
Elettronica In - luglio / agosto 2000
variabile nella retroazione dell’astabile
principale: in parole povere, la sovrapposizione della forma d’onda triangolare, a frequenza molto più bassa di
quella prodotta dall’U1c, non fa altro
che spostare le soglie di commutazione
di quest’ultimo comparatore. L’effetto
immediato è lo spostamento della frequenza di oscillazione presente sul piedino 2, frequenza che passa continuamente da un valore massimo ad uno
minimo e viceversa, progressivamente.
Detto ciò passiamo a vedere lo stadio
seguente, cioè il doppio comparatore
che fa da driver per lo stadio push-pull:
è composto da U1a ed U1b, pilotati
entrambi dall’unico segnale prelevato
dall’uscita dell’U1c e connessi in modo
da dare sempre livelli logici opposti.
Infatti ciascuno prende come riferimento il solito potenziale dato dal partitore R3/R4, solo che U1a lo riceve sul
piedino 9 (non-invertente) mentre U1b
sul 6 (invertente); il risultato è che
quando il piedino 2 dell’integrato fornisce lo stato alto, U1a manda la pro-
pin-out LM339
parti del primario dell’autotrasformatore elevatore TF1; serve un funzionamento del tipo push-pull, in modo da
far scorrere corrente ora in una parte
del primario, ora nell’altra, ottenendo
così tra i capi d’uscita (SIRENA) una
tensione alternata di notevole ampiezza
(circa 50 Veff.) quanta ne basta per far
emettere al trasduttore piezoelettrico
delle note acustiche alla massima pressione sonora (oltre 110 dB). Vediamo
che il collettore del T1 fa scorrere corrente nella prima parte dell’avvolgimento primario, chiuso a massa nel
tratti gli 11 V portati dal collettore sul
morsetto A. Ai capi del trasduttore piezoelettrico si trova dunque un impulso
la cui ampiezza è dell’ordine dei 48
volt. Viceversa, non appena viene
invertito lo stato dell’uscita di U1c,
ovvero quando questa passa a zero volt,
il piedino 14 va a livello alto lasciando
spegnere T1, mentre l’1 si porta a zero
mandando in saturazione T2; ora è quest’ultimo a condurre, ed alimenta tramite il proprio collettore l’altra parte
del primario, ovvero l’avvolgimento
centrale, chiuso anch’esso a massa nel
punto di unione.
La conseguenza di ciò è un impulso
positivo sul morsetto di destra (SIRENA) che va ad alimentare l’altoparlante piezoelettrico rispetto al punto di
sinistra (A); va notato che stavolta
viene sommata la tensione indotta sul
primario A-B, perché è in fase con
essa; al risultato viene sottratta la caduta sull’avvolgimento B-C. Questo funzionamento è stata ottenuto dimensionando opportunamente gli avvolgimen-
Terminato il montaggio della basetta e
dopo aver verificato che alimentando
il circuito il trasduttore emetta il
suono, potete montare il tutto
all’interno di un contenitore
opportunamente forato per fare uscire
il suono. Il trimmer implementato
nel circuito consente di regolare il
campo di frequenza.
pria uscita a zero volt, mentre U1b
pone il pin 1 a circa 12 V; viceversa,
quando l’oscillatore principale presenta zero alla propria uscita, il pin 14 si
trova a 12 V, e l’1 a zero volt. Lo scopo
dell’invertitore è quello di polarizzare
alternativamente i due transistor (T1 e
T2) che a loro volta alimentano le due
punto centrale, determinando nel
secondario collegato alla sirena (l’avvolgimento più in basso nello schema
elettrico) un impulso negativo la cui
ampiezza è di circa 50 V, e viene sommata a quella della tensione indotta nel
primario B-C; si ottengono così poco
meno di 60 volt, dai quali vanno sot-
ti primari: infatti A-B ha un numero di
spire che supera di circa il 20 % quello
di B-C.
IN PRATICA
Per costruire la sirena si parte dalla preparazione della basetta. La prima cosa
Le dimensioni particolarmente
ridotte della scheda elettronica
consentono di installare l’insieme
scheda più trasduttore piezo in un
contenitore di dimensioni
particolarmente contenute
(13 x 10 cm, profondità 4 cm).
Elettronica In - luglio / agosto 2000
73
za, e le note divengono più acute, mentre nel verso opposto (antiorario) la frequenza di base si riduce, quindi il
suono diviene più grave. Così com’è la
sirena è adatta a lavorare con un sistema che le dia tensione in caso di allarme, quindi necessita di un contatto nor-
la sirena autoalimentata
Interponendo questo semplice circuito tra l’uscita normalmente
chiusa dell’antifurto - che porta il 12V alla sirena - si fa in modo che,
qualora venga interrotta la linea di alimentazione (scatto dell’antifurto
o taglio dei fili), la sirena emetta il segnale di allarme.
da fare è ricavare la pellicola da una
buona fotocopia su carta da lucido
della traccia lato rame quindi procedere per fotoincisione. Inciso e forato lo
stampato, vi si possono inserire e saldare i pochi componenti necessari, iniziando con le resistenze e i diodi quindi il trimmer e lo zoccolo dell’unico
integrato. Collocate i condensatori prestando attenzione al verso indicato nell’apposito disegno, e fate altrettanto
con i transistor. A questo punto è
necessario autocostruire TF1 procurando un piccolo nucleo di ferrite a doppia
E, delle dimensioni di circa 20x16x5
mm, sul cui rocchetto avvolgere, tutte
nello stesso verso, 15 spire per A-B, 12
per B-C, e 65 per C-D; in altre parole
basta partire da un estremo ed avvolgere le prime 15 spire, quindi attorcigliare il filo dopo averlo ripiegato, fermarlo e riprendere l’avvolgimento con
altre 12 spire, ripetere l’operazione e
terminare con le ultime 65 spire. Il filo
deve essere in rame smaltato del diametro di 0,2 mm. L’inizio degli avvolgimenti (capo d’inizio delle prime 15
spire) va saldato al piedino A del rocchetto mentre l’unione tra la fine di AB e l’inizio delle seguenti 12 spire va
stagnato sul contatto B; la fine di B-C e
l’inizio delle ultime 65 spire vanno sul
capo C; il filo terminale va saldato al
punto D. Per l’alimentazione conviene
74
prevedere una morsettiera da c.s. a
passo 5 mm, e lo stesso dicasi per la
connessione con il trasduttore piezo. A
proposito di trasduttore, per la sirena
occorre un mid-tweeter (cioè un altoparlante per note medio-alte) piezoelettrico caricato a tromba, capace di reggere 120 Vpp (non meno di 45 Veff.); i
suoi capi vanno collegati ai morsetti
della basetta siglati SIRENA, senza
badare ad alcun verso o polarità. La
fonte di energia per la nostra sirena può
essere una piccola batteria a 12 volt, un
alimentatore capace di dare 12 ÷ 15 V
in continua e 50 mA di corrente.
Terminato il montaggio provate a dare
tensione e verificate che il trasduttore
emetta il suono. Con il trimmer potete
regolare a piacimento il campo di frequenza, scegliendo le note che ritenete
più adatte, più penetranti e potenti; in
particolare, girando il cursore in senso
orario aumenta la frequenza di parten-
malmente aperto posto in serie al positivo +12 V che si chiuda quando deve
partire l’avviso acustico. Tuttavia, è
possibile rendere il nostro circuito
totalmente indipendente, facendo partire l’avviso acustico a seguito dell’interruzione della linea +12 V: basta collegare una batteria da 12 volt (ne basta
una da 500 mA/h), aggiungendo i due
transistor e le relative resistenze, quindi staccando il punto B del trasformatore dalla massa e collegandolo al collettore del BD139. Così facendo la
sirena è spenta quando riceve i 12 volt
(meglio dargliene almeno 13, così da
caricare adeguatamente la batteria) e
l’accumulatore BATT viene mantenuto
in carica; togliendo il positivo il BC557
va in conduzione e fa saturare il
BD139, il cui collettore connette a
massa il capo comune (B) dell’autotrasformatore permettendo al trasduttore
piezo di suonare.
PER IL MATERIALE
Il progetto descritto in queste pagine è disponibile già montato e collaudato (cod. SI/350) al prezzo di 48.000 lire IVA compresa. La sirena viene
fornita completa di scheda elettronica assemblata, trasduttore piezoelettrico e contenitore plastico. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica,
V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331578200.
Nuovo indirizzo:
Futura Elettronica srl via Adige, 11 - 21013 Gallarate (VA)
Elettronicahttp://www.futurashop.it
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Tel. 0331-799775 Fax. 0331-792287
DIDATTICA
Come nasce l’immagine che vediamo in televisione,
e come viene inviata ad un monitor o ad un videoregistratore;
teoria e pratica del segnale videocomposito, quello disponibile
nelle prese SCART dei moderni apparecchi domestici e professionali.
Seconda parte.
di Luciano Ravello
iprendiamo l’analisi del segnale televisivo analizzandone una componente fondamentale: il sincronismo. Il segnale elettrico, presente all’uscita della telecamera ed inviato in modo
sequenziale, non ha la possibilità di coordinare a distanza
il processo di scansione in
riproduzione con quello di
ripresa: in altre parole, affinché il soggetto ripreso sia
riprodotto correttamente è
necessaria una correlazione
temporale delle due scansioni, cioè un sincronismo. Se
consideriamo un punto televisivo vediamo che è identificabile mediante le coordinate cartesiane: la coordinata
verticale (ordinata) individua
la posizione della riga nel quadro, mentre quella orizzontale (ascissa) la posizione del punto nella riga stessa. Affinché il punto sia esattamente collocato nella
Elettronica In - luglio / agosto 2000
stessa posizione, sia dal pennello analizzatore che da
quello tracciatore, bisogna ottemperare a due regole: i
due tempi di scansione devono essere stabiliti a priori e
devono essere identici per i
due pennelli (ripresa e visione); l’istante esatto di partenza della scansione, sia nel
senso verticale che in quello
orizzontale, deve essere
comandato da un impulso
start, o sincronismo. I segnali di sincronismo sono opportunamente inseriti nel segnale elettrico che porta l’informazione
di
luminanza
(segnale video) secondo le
seguenti modalità: quello
orizzontale o di riga (durata 5
microsecondi), è inserito
durante l’oscuramento o blanking orizzontale (cancellazione del ritorno di riga) e dura 11,5 microsecondi,
questo segnale comanda la fine della scansione di una
75
linea e la partenza della successiva
(ovvero la partenza dell’oscillatore a
dente di sega che genera il campo
magnetico di deflessione orizzontale
del pennello).
Il segnale di sincronismo verticale (di
semiquadro) è inserito durante la cancellazione verticale, dura 1,6 millisecondi e comanda la fine della scansione verticale e la partenza della successiva, ovvero la ripresa dal primo punto
in alto a sinistra nello schermo. In altre
parole, i periodi del ritorno del pennello elettronico, invisibile nell’immagine, sono usati per inserire i segnali di
sincronismo.
Durante la cancellazione verticale possono essere inviati anche i segnali di
televideo, che occupano le prime righe
e comunque non sono visibili, perché
durante il loro invio il cannone elettronico viene mantenuto spento. Nella
figura 5 sono rappresentati i vari
segnali di sincronismo, si fa notare che
quello verticale è composto da vari
impulsi, tali da mantenere il sincronismo della scansione di riga anche
durante la cancellazione verticale e da
identificare il semiquadro delle righe
dispari da quelle pari.
IL SEGNALE
VIDEOCOMPOSITO
L’informazione video, completa degli
impulsi di sincronismo, è denominata
“segnale videocomposito”, ed è costituita dalle seguenti componenti: una
variazione di tensione positiva da 0V a
0,7 Vpp direttamente proporzionale
all’intensità luminosa o segnale di
luminanza (l’eventuale segnale colore
è denominato crominanza), gli impulsi
rettangolari o segnali di sincronismo da
tore, definito potere risolutivo verticale, è di capitale importanza nel sistema
televisivo. Lo standard europeo PAL,
tenendo conto della capacità dell’oc-
figura 5
0 V a -0,3 V, inseriti durante la cancellazione del pennello.
Nella figura 6 è visualizzata, come
esempio, la forma d’onda di un videocomposito a scansione di riga, riproducente un’immagine con varie ampiezze
di bianco e nero. La figura 6a è il soggetto ripreso e la 6b il segnale video
corrispondente, dove nella coordinata
verticale è posto il valore della tensione ed in quella orizzontale la durata del
tempo della scansione del pennello. Il
segnale composito così ottenuto, comprendente l’informazione della luminanza e del sincronismo, rende il sistema video autosufficiente.
L’ultimo componente da analizzare è il
dettaglio, ossia gli elementi di minima
dimensione dell’immagine analizzabili, che si identifica con il numero delle
righe orizzontali esplorate: questo fat-
chio di separare due punti ad una determinata distanza, ha stabilito che sia
sufficiente esplorare 625 linee per quadro completo (525 nel sistema americano NTSC). Ciò permette una discreta
risoluzione ed una definizione dell’immagine che consente di guardare la TV
ad una distanza che solitamente è 3 - 4
volte la misura della diagonale dello
schermo (i pollici) senza notare la
trama. In pratica, va detto che il numero di righe utili è minore rispetto al
valore teorico, a causa della cancellazione delle righe durante il ritorno verticale (50 linee totali) ed è pari a 575.
Il potere risolutivo orizzontale deve
essere necessariamente identico a quello verticale, quindi, tenendo conto del
rapporto 4:3 fra larghezza ed altezza, e
la perdita delle righe esplorate (pari a
50 in tutto) durante il ritorno verticale
si otterrà un dettaglio di 767 punti
([625-50]x4/3).
LO STANDARD
TELEVISIVO
figura 6
76
A questo punto possiamo definire cosa
è lo standard televisivo: si tratta di un
insieme di norme che assicura al sistema televisivo un corretto funzionamento dalla ripresa alla riproduzione, ovvero i parametri che devono restare uguali tra la telecamera e l’apparecchio
visore, sia esso una TV od un monitor.
Concludendo l’argomento “segnale
video b/n”, immaginiamo di riprendere
una scacchiera di quadretti alternati
bianchi e neri, delle dimensioni del
pixel della telecamera (le celle trasdutElettronica In - luglio / agosto 2000
trici): si ha in questo caso la massima
definizione da riprodurre. Se moltiplichiamo il numero delle righe verticali
per quello dei punti orizzontali, per il
numero dei quadri completi al secondo,
si ottiene la quantità di variazioni della
tensione in uscita dalla telecamera:
essa ammonta a circa 11 milioni.
Un ciclo completo, vedi figura 7, è
composto da un valore alto (bianco) e
da uno basso (nero); la massima frequenza da riprodurre nei circuiti video
è di 5,5 MHz, standardizzati in 5 MHz
(frequenza di taglio del sistema video).
A seconda delle varie dimensioni degli
oggetti ripresi, ossia quanti pixel sono
colpiti dallo stesso livello di luminosità, si avranno diversi valori di frequenza del segnale.
Si passerà da un segnale a frequenza
bassa, per immagini con poco detta-
Elettronica In - luglio / agosto 2000
glio, sino ad arrivare alla massima frequenza, com’è visibile nell’esempio
precedente. Del resto la cosa è alquanto ovvia.
Chiaramente le frequenze in gioco
sono sempre le stesse, una volta impostato un certo standard: è come nei
monitor del computer, dove impostando 640x480 non importa che si riproduca un’immagine tutta di un colore,
piuttosto che una a strisce; le frequenze
di quadro e riga rimangono inalterate.
L’IMPEDENZA
DEGLI APPARATI
Spiegato come nasce e da cosa è composto il segnale videocomposito, possiamo analizzare alcuni dettagli tecnici,
tra i quali spicca l’importanza della
resistenza interna degli apparati (50, 75
PUBBLICITA’ DIGITAL
figura 7
77
video è sempre uguale, standardizzata
a 75 ohm; il motivo per cui non deve
esservi differenza va cercato nello studio dell’elettrotecnica, la quale ci insegna che se il carico ha la medesima
resistenza di quella in serie al generato-
Nella scorsa puntata
abbiamo analizzato il
sistema televisivo,
grazie al quale è possibile vedere a distanza la ripresa di un’immagine in corso di
svolgimento. Questa
introduzione è necessaria per poter comprendere meglio l’argomento trattato in
queste pagine ovvero
la natura del segnale
videocomposito.
ohm). Generalmente i circuiti elettrici
ed elettronici sono composti da un
generatore di segnali, da un cavo di
collegamento e da un utilizzatore. Il
generatore è la rete a corrente alternata
o la batteria di accumulatori, e l’utilizzatore è, per esempio, una lampadina.
In campo elettronico, il generatore può
essere un giradischi od un microfono,
mentre l’utilizzatore è l’amplificatore
di bassa frequenza corredato dalle
casse acustiche.
Nel circuito simbolico di figura 8 si
nota che il generatore ha inserito,
prima dei morsetti di uscita, un resistore Ri. Questo resistore denominato
resistenza (o impedenza) interna, è
dovuto alla natura del generatore; il suo
valore risente solitamente della frequenza di funzionamento dell’apparato, e deve essere ben definito e minimo
per i seguenti motivi: il trasferimento
del segnale, lungo il collegamento, è
così meno influenzato dai disturbi
esterni. Inoltre, siccome il resistore Ri è
in serie all’utilizzatore Ru, in seguito a
variazioni di corrente nel circuito, la
conseguente variazione di tensione è
minore.
A causa della capacità parassita presente nei cavi di collegamento o all’interno dei vari apparati, la combinazione
con l’impedenza d’uscita provoca un
aumento del carico (una diminuzione
dell’impedenza) al crescere della frequenza, determinando di fatto un
abbassamento dell’ampiezza del segnale alle alte frequenze. Negli apparati
video l’impedenza d’uscita deve dunque essere molto bassa, considerato
che si lavora a circa 5 MHz, valore al
78
figura 8
quale la reattanza capacitiva di una
capacità parassita pari a 50 pF è già fin
troppo bassa (appena 636 ohm). La
tipica impedenza d’uscita e d’ingresso
degli apparati video (vedi telecamere,
monitor ecc.) è di 75 ohm, mentre nelle
apparecchiature per alta frequenza (trasmettitori, ecc.) è 75 o 50 ohm, quindi
ancora minore.
Per i dispositivi audio, che lavorano
ovviamente in bassa frequenza, ci si
può permettere impedenze dell’ordine
dei 600 ohm, dato che l’effetto delle
componenti parassite è decisamente
inferiore.
Abbiamo appena detto che l’impedenza d’ingresso e d’uscita degli apparati
figura 9
Qualora si debba inviare un
segnale videocomposito a più di un
dispositivo occorre interporre un
distributore video: il collegamento
in parallelo di più ingressi video,
come mostrato in figura, è quasi
sempre sconsigliabile.
re si ha il massimo trasferimento di
energia; infatti, sebbene si ottenga in
uscita una tensione pari a metà di quella intrinseca del generatore, il prodotto
VxI è il massimo, maggiore di quello
ottenibile con Ru>>Ri e con Ru<<Ri.
Senza contare che operando nel campo
video ed in radiofrequenza, se questa
norma non è rispettata, nascono fenomeni di riflessione o doppia immagine.
In figura 9 si vedono due esempi di
collegamento: in alto è mostrata la connessione diretta di una telecamera o
videolettore con un monitor; in basso è
evidente il caso in cui si debbano eseguire collegamenti multipli, allorché è
indispensabile adottare un distributore
video che ha la peculiarità di mantenere costante a 75 ohm l’impedenza di
ingresso, erogando a ciascuna uscita la
necessaria corrente, sempre su 75 ohm
d’impedenza, senza perdite di segnale
o altre alterazioni.
La figura illustra ciò che non va fatto:
mai collegare in parallelo più utilizzatori all’uscita di una fonte video, perché si verificherebbe un eccessivo
abbassamento del livello del segnale
video; nella migliore delle ipotesi si
otterrebbero immagini poco definite,
nella peggiore verrebbero persi i sincronismi, e le immagini perderebbero
di stabilità.
Va infatti ricordato che gli impulsi di
sincronismo hanno un’ampiezza superiore al 70 % di quella normale (1 Vpp)
quindi oltre 0,7 Vpp: se il videocomposito viene attenuato oltre tale misura, i
circuiti di rivelazione interni alle TV o
monitor non riuscirebbero ad agganciarli.
Elettronica In - luglio / agosto 2000
Στρυµεντι δι µισυρα
Οσχιλλοσχοπιο διγιταλε 2 χαναλι 30 ΜΗζ
Χοµπαττο οσχιλλοσχοπιο διγι−
ταλε δα λαβορατοριο α δυε
χαναλι χον βανδα πασσαντε
δι 30 ΜΗζ ε φρεθυενζα δι
χαµπιοναµεντο δι 240
00
Μσ/σ περ χαναλε. Σχηερµο
ΕΥΡΟ
ΛΧ∆ αδ ελεϖατο χοντραστο
χον ρετροιλλυµιναζιονε, αυτοσετυπ δελλα βασε δει τεµπι ε δελλα σχαλα ϖερτιχα−
λε, ρισολυζιονε ϖερτιχαλε 8 βιτ, σενσιβιλιτ◊ 30 ∝ς, πεσο (830 γραµµι) ε διµεν−
σιονι (230 ξ 150 ξ 50 µµ) ριδοττε, ποσσιβιλιτ◊ δι χολλεγαµεντο αλ ΠΧ µεδιαν−
τε πορτα σεριαλε ΡΣ232, φιρµωαρε αγγιορναβιλε ϖια Ιντερνετ. Λα χονφεζιονε
χοµπρενδε λ’οσχιλλοσχοπιο, ιλ χαϖο ΡΣ232, 2 σονδε δα 60 ΜΗζ ξ1/ξ10, ιλ
παχχο βαττεριε ε λ’αλιµεντατορε δα ρετε.
ΑΠΣ230
690,
Οσχιλλοσχοπιο ΛΧ∆ δα παννελλο
Οσχιλλοσχοπιο παλµαρε
ΗΠΣ10
ΕΥΡΟ 185,00
2 ΜΗζ
Φιναλµεντε χηιυνθυε πυ∫ ποσσεδερε υν οσχιλλοσχοπιο!
Ιλ ΠερσοναλΣχοπε ΗΠΣ10 νον  υν µυλτιµετρο γραφιχο
µα υν χοµπλετο οσχιλλοσχοπιο πορτατιλε χον ιλ πρεζζο ε
λε διµενσιονι δι υν βυον µυλτιµετρο. Ελεϖατα σενσιβιλι−
τ◊ – φινο α 5 µς/διϖ. – εδ εστεσε φυνζιονι λο ρενδονο
ιδεαλε περ υσο ηοββψστιχο, ασσιστενζα τεχνιχα, σϖιλυπ−
πο προδοττι ε πι ιν γενεραλε ιν τυττε θυελλε σιτυαζιονι
ιν χυι  νεχεσσαριο δισπορρε δι υνο στρυµεντο λεγγερο α
φαχιλµεντε τρασπορταβιλε. Χοµπλετο δι σονδα 1ξ/10ξ,
αλιµενταζιονε α βαττερια (ποσσιβιλιτ◊ δι ιµπιεγο δι βατ−
τερια ριχαριχαβιλε).
Οσχιλλοσχοπιο ΛΧ∆ δα παννελλο χον σχηερµο ρετροιλλυµινατο αδ ελεϖατο χοντραστο.
Βανδα πασσαντε µασσιµα 2 ΜΗζ, ϖελοχιτ◊ δι χαµπιοναµεντο 10 ΜΣ/σ. Πυ∫ εσσερε υτι−
λιζζατο ανχηε περ λα ϖισυαλιζζαζιονε διρεττα δι υν σεγναλε αυδιο νονχη χοµε µυλτιµε−
τρο χον ινδιχαζιονε δελλα µισυρα ιν ρµσ, δΒ(ρελ), δΒς ε δΒµ. Σει διφφερεντι µοδαλιτ◊ δι
ϖισυαλιζζαζιονε, µεµορια, αυτορανγε. Αλιµενταζιονε: 9ς∆Χ ο 6ςΑΧ / 300µΑ, διµεν−
σιονι: 165 ξ 90µµ (6.5∀ ξ 3.5∀), προφονδιτ◊ 35µµ (1.4∀).
ΑΧΧΕΣΣΟΡΙ ΠΕΡ ΟΣΧΙΛΛΟΣΧΟΠΙ:
ΠΡΟΒΕ60Σ − Σονδα Ξ1/Ξ10 ισολατα/60ΜΗζ − Ευρο 19,00
ΠΡΟΒΕ100 − Σονδα Ξ1/Ξ10 ισολατα/100ΜΗζ − Ευρο 34,00
ΒΑΓΗΠΣ − Χυστοδια περ οσχιλλοσχοπι ΗΠΣ10/ΗΠΣ40 − Ευρο 18,00
Οσχιλλοσχοπιο διγιταλε χηε
υτιλιζζα ιλ χοµπυτερ ε ιλ
ρελατιϖο µονιτορ περ ϖισυα−
λιζζαρε λε φορµε δ∋ονδα.
Τυττε λε ινφορµαζιονι σταν−
δαρδ δι υν οσχιλλοσχοπιο διγιταλε σονο δισπονιβιλι υτιλιζζανδο ιλ
προγραµµα δι χοντρολλο αλλεγατο. Λ∋ιντερφαχχια τρα λ∋υνιτ◊ οσχιλλο−
σχοπιο εδ ιλ ΠΧ αϖϖιενε τραµιτε πορτα παραλλελα: τυττι ι σεγναλι ϖεν−
γονο οπτοισολατι περ εϖιταρε χηε ιλ ΠΧ ποσσα εσσερε δαννεγγιατο
δα διστυρβι ο τενσιονι τροππο ελεϖατε. Χοµπλετο δι σονδα α χοχχο−
δριλλο ε αλιµεντατορε δα ρετε.
Ρισποστα ιν φρεθυενζα: 0Ηζ α 12ΜΗζ (± 3δΒ); χαναλι: 1; ιµπεδενζα
δι ινγρεσσο: 1Μοηµ / 30πΦ; ινδιχατορι περ τενσιονε, τεµπο ε φρεθυεν−
ζα; ρισολυζιονε ϖερτιχαλε: 8 βιτ; φυνζιονε δι αυτοσετυπ; ισολαµεντε οττι−
χο τρα λο στρυµεντο ε ιλ χοµπυτερ; ρεγιστραζιονε ε ϖισυαλιζζαζιονε δελ
σεγναλε ε δελλα δατα; αλιµενταζιονε: 9 − 10ςδχ / 500µΑ (αλιµεντατο−
ρε χοµπρεσο); διµενσιονι: 230 ξ 165 ξ 45µµ; Πεσο: 400γ.
Σιστεµα µινιµο ριχηιεστο: ΠΧ χοµπατιβιλε ΙΒΜ; Ωινδοωσ 95, 98,
ΜΕ, (Ωιν2000 ορ ΝΤ ποσσιβιλε); σχηεδα ϖιδεο ΣςΓΑ (µιν. 800ξ600);
µουσε; πορτα παραλλελα λιβερα ΛΠΤ1, ΛΠΤ2 ορ ΛΠΤ3; λεττορε Χ∆ Ροµ.
12 ΜΗζ
Οσχιλλοσχοπιο παλµαρε, 1 χαναλε, 12 ΜΗζ δι
βανδα, χαµπιοναµεντο 40 ΜΣ/σ, ιντερφαχχιαβιλε
χον ΠΧ ϖια ΡΣ232 περ λα ρεγιστραζιονε δελλε
µισυρε. Φορνιτο χον ϖαλιγια δι τρασπορτο, βορσα
µορβιδα, σονδα ξ1/ξ10. Λα φυνζιονε δι αυτοσετυπ
νε φαχιλιτα λ’ιµπιεγο ρενδενδο θυεστο στρυµεντο
αδαττο σια αι πρινχιπιαντι χηε αι προφεσσιονιστι.
ΗΠΣ10 Σπεχιαλ Εδιτιον
Στεσσε χαραττεριστιχηε δελ µοδελλο ΗΠΣ10
µα χον δισπλαψ βλυ χον ρετροιλλυµιναζιονε.
Λ∋οσχιλλοσχοπιο ϖιενε φορνιτο χον ϖαλιγεττα
δι πλαστιχα ριγιδα.
Λα φορνιτυρα χοµπρενδε ανχηε λα σονδα
δι µισυρα ισολατα ξ1/ξ10.
ςΠΣ10
ΕΥΡΟ 190,00
Οσχιλλοσχοπιο διγιταλε περ ΠΧ
ΠΧΣ100Α 1 χαναλε 12 ΜΗζ
2 χαναλι 50 ΜΗζ
ΕΥΡΟ 185,00
ΗΠΣ40
ΕΥΡΟ 375,00
ΠΧΣ500Α
ΕΥΡΟ 495,00
Χολλεγατο αδ υν ΠΧ χονσεντε δι ϖισυαλιζζαρε ε
µεµοριζζαρε θυαλσιασι φορµα δ’ονδα. Υτιλιζζαβιλε
ανχηε χοµε αναλιζζατορε δι σπεττρο ε ϖισυαλιζζα−
τορε δι στατι λογιχι. Τυττε λε ιµποσταζιονι ε λε ρεγο−
λαζιονι σονο αχχεσσιβιλι µεδιαντε υν παννελλο δι
χοντρολλο ϖιρτυαλε. Ιλ χολλεγαµεντο αλ ΠΧ (χοµπλε−
ταµεντε οπτοισολατο)  εφφεττυατο τραµιτε λα
πορτα παραλλελα. Χοµπλετο δι σοφτωαρε δι γεστιο−
νε, χαϖο δι χολλεγαµεντο αλ ΠΧ, σονδα α χοχχο−
δριλλο ε αλιµεντατορε δα ρετε.
Ρισποστα ιν φρεθυενζα: 50 ΜΗζ ±3δΒ; ινγρεσσι: 2
χαναλι πι υν ινγρεσσο δι τριγγερ εστερνο; χαµπιο−
ναµεντο µαξ: 1 ΓΗζ; µασσιµα τενσιονε ιν
ινγρεσσο: 100 ς; ιµπεδενζα δι ινγρεσσο: 1 ΜΟηµ
/ 30πΦ; αλιµενταζιονε: 9  10 ςδχ − 1 Α; διµεν−
σιονι: 230 ξ 165 45 µµ; πεσο: 490 γ.
ΗΠΣ10ΣΕ
ΕΥΡΟ 210,00
Γενερατορε δι φυνζιονι περ ΠΧ
ΠΧΓ10Α
ΕΥΡΟ 180,00
Γενερατορε δι φυνζιονι δα αββιναρε αδ υν ΠΧ; ιλ σοφτωαρε ιν δοταζιονε χονσεντε
δι προδυρρε φορµε δ’ονδα σινυσοιδαλι, θυαδρε ε τριανγολαρι ολτρε αδ υνα σεριε δι
σεγναλι χαµπιονε πρεσεντι ιν υν’απποσιτα λιβρερια. Ποσσιβιλιτ◊ δι χρεαρε υν’ονδα
δεφινενδονε ι πυντι σιγνιφιχατιϖι. Ιλ χολλεγαµεντο αλ ΠΧ πυ∫ εσσερε εφφεττυατο
τραµιτε λα πορτα παραλλελα χηε ρισυλτα οπτοισολατα δαλ ΠΧΓ10Α. Πυ∫ εσσερε
ιµπιεγατο υνιταµεντε αλλ’οσχιλλοσχοπιο ΠΧΣ500Α νελ θυαλ χασο  ποσσιβιλε υτι−
λιζζαρε υν σολο περσοναλ χοµπυτερ. Χοµπλετο δι σοφτωαρε δι γεστιονε, χαϖο δι
χολλεγαµεντο αλ ΠΧ, αλιµεντατορε δα ρετε ε σονδα α χοχχοδριλλο.
Φρεθυενζα γενερατα: 0,01 Ηζ  1 ΜΗζ; διστορσιονε σινυσοιδαλε: <0,08%;
λινεαριτ◊ δ’ονδα τριανγολαρε: 99%; τενσιονε δι υσχιτα: 100µ ςππ  10
ςππ; ιµπεδενζα δι υσχιτα: 50 Οηµ; ∆∆Σ: 32 Κβιτ; εδιτορ δι φορµε
δ‘ονδα χον λιβρερια; αλιµενταζιονε: 9  10 ςδχ −
1000 µΑ; διµενσιονι: 235 ξ 165 ξ 47 µµ.
Γενερατορε δι φυνζιονι 0,1 Ηζ − 2 ΜΗζ
∆ςΜ20
ΕΥΡΟ 270,00
Σεµπλιχε ε ϖερσατιλε γενερατορε δι φυνζιονι ιν γραδο δι φορνιρε σεττε διφφερεντι φορµε δ∋ονδα: σινυσοιδαλε, τριανγολαρε, θυαδρα,
ιµπυλσιϖα (ποσιτιϖα), ιµπυλσιϖα (νεγατιϖα), ραµπα (ποσιτιϖα), ραµπα (νεγατιϖα). ςΧΦ (ςολταγε Χοντρολλεδ Φρεθυενχψ) ιντερνο ο
εστερνο, υσχιτα δι σινχρονισµο ΤΤΛ /ΧΜΟΣ, σιµµετρια δελλ∋ονδα ρεγολαβιλε χον ποσσιβιλιτ◊ δι ινϖερσιονε, λιϖελλο ∆Χ ρεγολαβιλε
χον χοντινυιτ◊. Λ∋αππαρεχχηιο δισπονε δι υν φρεθυενζιµετρο διγιταλε χηε πυ∫ εσσερε υτιλιζζατο περ ϖισυαλιζζαρε λα φρεθυενζα
γενερατα ο υνα φρεθυενζα εστερνα.
∆ισπονιβιλι πρεσσο ι µιγλιορι
νεγοζι δι ελεττρονιχα ο νελ νοστρο
πυντο ϖενδιτα δι Γαλλαρατε (ςΑ). Χαραττεριστιχηε τεχνιχηε ε ϖενδιτα ον−λινε: ωωω.φυτυρανετ.ιτ
ςια Αδιγε, 11 − 21013 Γαλλαρατε (ςΑ)
Τελ. 0331/799775 − Φαξ. 0331/778112 ωωω.φυτυρανετ.ιτ
∆ισπονιβιλι νυµεροσι µοδελλι δι µυλτιµετρι,
παλµαρι ε δα βανχο. Περ χαραττεριστιχηε ε πρεζζι ϖισιτα
λα σεζιονε Στρυµεντι δελ νοστρο σιτο ωωω.φυτυρανετ.ιτ
Τυττι ι πρεζζι
σονο δα
ιντενδερσι ΙςΑ
ινχλυσα.
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indicato per alimentare i servizi su barche, camper o
roulotte. Come nuovo a lire
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senza fili per trasmissioni
“stereo” sia ad infrarossi che
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disperatamente
microprocessore
tipo
ZC84238if4005 montato su
TVC White-Westinghouse.
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/ 25 LX1170 (programmatore), LX1202 (scheda sperimentale), LX1204 (scheda
display), software di gestione, ST62E10, ST62T10,
ST6 già memorizzato per
orologio, lampada ultravioletti per cancellare ST6 finestrati, a L. 215.000.
Armando (e-mail: [email protected]).
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98, 20027 RESCALDINA (MI). E’ anche possibile inviare il testo via fax al numero 0331578200 oppure tramite INTERNET connettendosi al sito www.elettronicain.it.
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relativo illuminatore. RGB
signal converter (da SVHS a
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automatico con memoria, no
telecomando. Matassa cavo
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24V/25A,
18V/8A
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sia offset che primo fuoco
con memorizzazione delle
posizioni
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Marconi TF2002B completo
di sincronizzatore, freq. da
10KHz a 88MHz, uscita
calibrata 0,1 microV a 1V,
modulato AM-FM, step del
sincronizzatore 10Hz , con
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codice variabile, sensore
infrarosso e sirena a bordo.
Implementabile con altri
sensori radio o filo, sirena
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Μυλτιµετρο διγιταλε ΡΜΣ α 4 1/2 χιφρε
Multimetro professionale da
banco con alimentazione a
batter ia/rete,
indicazione digitale e analogica
con scala a 42
segmenti, altezza
digit 18 mm, selezione automatica delle portate,
retroilluminazione e possibilità di connessione ad un
PC. Funzione memoria, precisone ± 0.3%.
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Strumento professionale
con 10 differenti funzioni in 32 portate.
Misurazione RMS delle
componenti alternate.
Ampio display a 4 ½
cifre. È in grado di misurare tensioni continue e
alternate, correnti AC e
DC, resistenza, capacità, frequenza, continuità
elettrica nonchè effettuare test di diodi e transistor. Alimentazione con batteria a 9V. Completo
di guscio di protezione. DVM98 Euro 115,00
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ΛΧ µετερ διγιταλε α 3 1/2 χιφρε
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cifre con eccezionale
rapporto prezzo/prestazioni. 39 gamme di misurazione: tensione e corrente DC,
tensione e corrente AC, resistenza, capacità, induttanza, frequenza, temperatura,
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grado di misurare con
estrema precisione
induttanze e capacità.
Display LCD con cifre
alte 21mm, 6 gamme
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Μυλτιµετρο αναλογιχο
Multimetro analogico per
misure di tensioni DC e AC
fino a 1000V, correnti in
continua da 50µA a 10A,
portate resistenza (x1x10K), diodi e transistor
(Ice0, hfe); scala in dB; selezione manuale delle portate; dimensioni: 148 x 100 x
35mm; alimentazione: 9V (batteria inclusa).
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Μυλτιµετρο αναλογιχο χον γυσχιο γιαλλο
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Per misure di tensioni DC e
AC fino a 500V, corrente in
continua fino a 250mA, e
manopola di taratura per le
misure di resistenza
(x1/x10). Selezione manuale delle portate; dimensioni:
120 x 60 x 30mm; alimentazione: 1,5V AA (batteria compresa). Completo di
batteria e guscio di protezione giallo.
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Multimetro digitale in
grado di misurare correnti
fino a 10A DC, tensioni continue e alternate fino a
750V, resistenze fino a 2
Mohm, diodi, transistor.
Alimentazione con batteria
a 9V (inclusa). Dimensioni:
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α διστανζα −20/+270°Χ
Sistema
ad
infrarossi per
la misura della
temperatura a
distanza.
Possibilità di
visualizzazione
in gradi centigradi o in gradi
Fahrenheit, display LCD con retroilluminazione,
memorizzazione, spegnimento automatico.
Puntatore laser incluso. Alimentazione: 9V (batteria inclusa).
DVM8810 Euro 98,00
Ριλεϖατορε δι τεµπερατυρα
α διστανζα −20/+420°Χ
Sistema ad infrarossi per la misura della temperatura a distanza.
Possibilità
di
visualizzazione in
°C o °F. Puntatore
laser incluso. Alimentazione: 9V.
DVM8869 Euro 178,00
Τερµοµετρο ΙΡ χον λεττυρα α διστανζα
Possibilità
di
visualizzazione in
°C o °F, display
LCD con retroilluminazione,
memorizzazione,
spegnimento
automatico, puntatore a led. Gamma di temperatura da -20°C a +
270°C. Rapporto distanza/spot: 6/1.
Alimentazione: 2 x 1,5V (2 batterie ministilo
AAA, comprese).
DVM77 Euro 56,00
Λυξµετρο
διγιταλε
Μυλτιµετρο διγιταλε α 3 1/2 χιφρε χον ΡΣ232
M u l t i m e t ro
digitale dalle
caratteristiche professionali a 3½ cifre
con
uscita
RS232, memorizzazione dei dati e display retroilluminato. Misura
tensioni in AC e DC, correnti in AC e DC, resistenze,
capacità e temperature. Alimentazione con batteria a
9V. Completo di guscio di protezione.
DVM345 Euro 72,00
Μυλτιµετρο χον πινζα αµπεροµετριχα
Dispositivo digitale con
pinza amperometrica.
Display digitale a 3200
conteggi con scala analogica a 33 segmenti.
Altezza digit 15 mm,
funzione di memoria. È
in grado di misurare
correnti fino a 1.000 A.
Massimo diametro cavo misurazione: Ø 50 mm
Misura anche tensione, resistenza e frequenza.
Funzione continuità e tester per diodi. Dotato di
retroilluminazione. Alimentazione con batteria a 9V.
DCM268 Euro 118,00
Μυλτιµετρο µινιατυρα χον πινζα
Pinza amperometrica con multimetro digitale con
display LCD retroilluminato da 3 2/3
cifre a 2400 conteggi. Memorizzazione
dei dati, protezione contro i sovraccarichi, autospegnimento e indicatore di batteria scarica. Misura tensioni/correnti alternate e continue 0-200A e frequenza 40Hz-1kHz; apertura pinza: 18mm (0.7");
torcia incorporata. Alimentazione con 2 batterie tipo
AAA 1,5V. Viene fornito con custodia in plastica.
DCM269 Euro 86,00
Strumento per la misura dell’illuminazione con indicazione digitale da
0.01lux a 50000lux tramite display a 3 1/2 cifre. Funzionamento a batterie,
indicazione di batteria scarica, indicazione di fuoriscala. Sonda con cavo della
lunghezza di circa 1 metro. Alimentazione: 1 x 9V (batteria inclusa).
Completo di custodia.
DVM1300 Euro 48,00
Μυλτιµετρο διγιταλε α 3 1/2
χιφρε λοω χοστ
Multimetro digitale in grado di misurare
correnti fino a 10A DC, tensioni continue
e alternate fino a 750V, resistenze fino a 2
Mohm, diodi, transistor. Alimentazione
con batteria a 9V (inclusa).
DVM830 Euro 8,00
Τερµοµετρο διγιταλε
δα παννελλο
Τερµοµετρο χον δοππιο
ινγρεσσο ε σενσορε
α τερµοχοππια
Strumento professionale a 3
1/2 cifre per la
misura di temperature da 50°C a 1300°C
munito di due
distinti ingressi. Indicazione in °C o °F,
memoria, memoria del valore massimo,
funzionamento con termocoppia tipo K.
Lo strumento viene fornito con due termocoppie. Alimentazione: 1 x 9V.
Termometro digitale
da pannello con sensore via cavo lungo
1,5 metri. Facile da
installare, con ampio
display e completo
di contenitore in
ABS. Intervallo di
misurazione della temperatura: -50°C ~ +70°C;
tolleranza: 1°C; dimensione display: 12 x
6.5mm; lunghezza sensore via cavo: 1,5 metri;
dimensioni: 47 x 26 x 13mm; alimentazione: 1
x LR44 (batteria a bottone inclusa).
DVM1322 Euro 69,00
Τερµοµετρο διγιταλε ιντερνο / εστερνο
Termometro digitale con indicazione contemporanea della temperatura interna e esterna in °C o°F.
Ideale per controllare la temperatura di frigoriferi, freezer, ma
anche per misurare la temperatura
ambiente. Montaggio a muro o su
supporto.
Doppio con sensore per temperatura
esterna a tenuta stagna; display di facile lettura; allarme; memoria di minima e massima; gamma temperatura interna: -10°C / +50°C (+14°F / +122°F); gamma
temperatura esterna: -50°C / +70°C (-58°F / +158°F);
dimensioni termometro: 110 x 70 x 20mm; alimentazione: 1 x 1.5 V AAA (batteria compresa).
TA20 Euro 5,50
PMTEMP Euro 14,00
Τερµοιγροµετρο
διγιταλε
Termoigrometro
digitale per la
misura del grado
di umidità (da 0%
al 100%) e della
temperatura ( da
-20°C a +60°C)
con memoria ed
indicazione del
valore minimo e
massimo.
A limentazione
9V (a batteria).
DVM321 Euro 78,00
Μυλτιµετρο διγιταλε α 3 3/4 χιφρε
Strumento professionale
con display LCD da 3 3/4
cifre, indicazione automatica della polarità, bargraph, indicazione di batteria scarica, selezione
automatica delle portate,
memorizzazione dei dati e
protezione contro i sovraccarichi. Misura tensioni/correnti alternate e continue,
resistenza, capacità e frequenza. Alimentazione con
batteria a 9V. Completo di guscio di protezione.
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Πινζα αµπεροµετριχα περ µυλτιµετρι διγιταλι
Pinza amperometrica adatta a
qualsiasi multimetro digitale.
In grado di convertire la
corrente da 0,1 a 300 A in una
tensione di 1 mV ogni 0,1A
misurati. Adatto per conduttori di diametro massimo di
30mm. Dimensioni: 80 x 156 x
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Dispositivo per la visualizzione
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completo di termometro.
Visualizzazione della temperatura di raffreddamento (windchill factory). Display LCD con
retroilluminazione. Strumento
indispensabile per chi si occupa dell’installazione o
manutenzione di sistemi di condizionamento e trattamento dell’aria, sia a livello civile che industriale.
Indispensabile in campo nautico. Completo di cinghietta. Alimentazione: 1x 3 V (CR2032, batteria inclusa).
WS9500 Euro 39,00
Μυλτιµετρο διγιταλε α 3 1/2 χιφρε
Multimetro digitale con display retroilluminato in
grado di misurare correnti fino a 10A DC, tensioni
continue e alternate fino a 600V, resistenze fino a 2
Mohm, diodi, transistor e continuità elettrica.
Alimentazione con batteria a 9V (inclusa). Funzione
memoria per mantenere visualizzata la lettura.
Completo di guscio di protezione.
DVM850 Euro 12,00
Φονοµετρο αναλογιχο
Fonometro portatile dalle caratteristiche professionali in grado di rilevare suoni di intensità compresa
tra 50 e 126 dB. Sette scale di misura, curve di pesatura A e C conformi agli standard internazionali,
modalità FAST e SLOW per le costanti di tempo,
calibrazione VR eseguibile dall'esterno, microfono a
condensatore di grande precisione. Ideale per misurare il rumore di fondo in fabbriche, scuole e uffici,
per testare l'acustica di studi di registrazione e teatri
nonché per effettuare una corretta installazione di impianti HI-FI.
L'apparecchio viene fornito con batteria alcalina.
FR255 Euro 26,00
Φονοµετρο προφεσσιοναλε
Strumento con risoluzione di 0,1 dB ed indicazione
digitale della misura. È in grado di rilevare intensità
sonore comprese tra 35 e 130 dB in due scale.
Completo di custodia e batteria di alimentazione.
Display: 3 1/2 cifre con indicatore di funzione; scale
di misura: low (da 35 a 100dB) / high (da 65 a
130dB); precisione: 2,5 dB / 3,5 dB; definizione: 0,1
dB; curve di pesatura: A e C (selezionabile); alimentazione: 9V (batteria inclusa).
DVM1326 Euro 122,00
Φονοµετρο προφεσσιοναλε
Misuratore con risoluzione di 0,1 dB ed indicazione
digitale della misura. È in grado di rilevare intensità
sonore comprese tra 30 e 130 dB. Scale di misura: low
(da 30 a 100dB) / high (da 60 a 130dB); precisione: +/1.5dB 94dB @ 1kHz; gamma di frequenza: da 31.5Hz
a 8kHz; uscita ausiliaria: AC/DC; alimentazione: 1 x
9V (batteria inclusa); dimensioni: 210 x 55 x 32 mm.
DVM805 Euro 92,00
Τυττι ι πρεζζι σι ιντενδονο ΙςΑ ινχλυσα.
Μυλτιµετρο δα βανχο
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