Utilizacion de un receptor GPS con salida serie


 

Hoy en día  es cada vez más frecuente encontrar sistemas de navegación basados en receptores GPS  en ciertos automóviles de gama alta. ,pues realmente prometen ser muy útiles especialmente para el guiado en sitios que desconozcamos simplificando especialmente la navegación  en ciudades o sitios que no conozcamos.
También lo sistemas  GPS empiezan  ser populares como dispositivos autónomos para la navegación personal (en ciudades y en el campo),navegación marina e incluso aérea, etc.
Cierto  es que empiezan a aparecer ordenadores de mano con el receptor GPS integrado, pero también es cierto que aun los precios de estos dispositivos no parecen estar al alcance de todos los bolsillos (especialmente si solo se le quiere dar al miniordenador otros usos), razón  por lo que a lo largo  de este articulo intentaremos  diseñar un sistema de navegación  practico donde las premisa precio y simplicidad  sean una realidad tangible.

El receptor GPS

Orbitando alrededor de la tierra se encuentran una serie de satélites que emiten constantemente su posición con respecto a la superficie terrestre. El receptor GPS es capaz de recibir las señales de estos satélites y, cuadrándolas con una serie de cálculos de tiempo por los que el usuario no ha de preocuparse, determinar nuestra posición dentro de la cuadrícula en que los mapas dividen la tierra, con una exactitud de metros.
El sistema GPS, sin embargo, no es perfecto. Tiene varios defectos. El primero es que el sistema de satélites es propiedad del ejército de los Estados Unidos, por lo que éste se guarda la potestad (así te lo advierten incluso los manuales del receptor GPS que compres) de en cualquier momento anular, restringir o falsear la exactitud con que los satélites emiten su información. El segundo defecto es que la transmisión del satélite, ya débil de por sí, no puede atravesar edificios o zonas boscosas muy tupidas. No podremos usar el GPS dentro de casa, en una calle muy cerrada o en el fondo de un valle tupido. Sin embargo, al haber diversos satélites en diversas posiciones del cielo, siempre es fácil asegurarse un lugar a cielo despejado en el que podamos obtener la cobertura deseada.
Desde hace dos años la Unión Europea y la Agencia Espacial Europea están trabajando en un sustituto de la red de satélites americanos. El proyecto se llama Galileo.

Por su importancia pues  el receptor GPS es el  elemento  básico de cualquier sistema de navegación, por lo que es obvio que según las prestaciones que no del propio receptor  GPS así los será las prestaciones en cuanto  a velocidad de respuesta, precisión, estabilidad, etc. del sistema de navegación final.
Hoy en día existe un abanico muy extenso de receptores GPS: Integrados en sistemas complejos, basados en ordenadores de Bolsillo,  receptores en compact-flash, receptores con Bluetooth, receptores con salida Usb, receptores con salida serie, etc.

De todos ellos por su excelente relación calidad –precio, la opción mas aconsejable  son los llamados “GPS-Mouse-Receiver” ,los cuales básicamente  albergan  en muy pocos centímetros (típicamente en un dado de 41 x41  x 18mm) toda la lógica y electrónica necesaria para entregar una señal basada en el protocolo NMEA 0183 v2.2.
La mala noticia  en este tipo de receptores  es que por su reducido tamaño, no incluyen  la alimentación interna y además  debemos obligatoriamente  conectarlo a algún dispositivo inteligente que nos traduzca las señales generadas por estos (basadas en el protocolo normalizado NMEA).
CARASTERICTICAS DEL CONJUNTO RECEPTOR GPS POLSTAR PGM 111

Carastericticas: Posición: 5m ~ 25m sin imposición SA
Velocidad: 0.1 m/sec sin imposición SA
Tiempo: 1µ sec
Tiempo de adquisición: Arranque en frió: 50 segundos(media)
Arranque normal: 35 segundos (media)
Arranque en caliente: 2 segundos (Min.)
Sensibilidad: Adquisición: -139 dBm
Tracking: -152 dBm
Dinámica: Altitud: max. 18,000m
Velocidad: max. 500m/seg
Aceleración. max. 4g
Rango de actualización en la navegación: Una por segundo
Serie : Serie TTL y RS-232 I/O
Baudios: 4800 bps (opcional 9600 bps)
NMEA 0183:GGA, GSV, GSA , RMC,(opcional VTG,GLL)
Datum: WGS 84
Alimentación : 5 V DC 5%
Consumo: Typical (tracking): 80mA @ 5V
System Performance : Tracks mas de 12 satélites
L1, C/A code
 Temperatura de funcionamiento.: -10°~ +70°C
 Temperatura de almacenamiento.: -40°~ +100°C
Humedad: 5%~95%
Dimensiones: 41 x 41 x 18mm
 Tipo de antena: Incluida en el interior del receptor

Las conexiones normalizadas de la mayoría de los   Mouse-GPS , suelen basarse en conectores tipos ps2 macho, pero tenga mucha atención, pues como se puede apreciar en  la tabla ,su conexiones  no son en absoluto compatibles con ninguna de los dispositivos ps2 (como podría ser un ratón o teclado);

función Pin
1 GND
2 VCC
3 TTL-RX ó NC
4 RX RS232
5 TX RS232
6 TTL-TX ó NC

El montaje

Descritas las conexiones del receptor GPS y las de la base de sincronización de la PALM , es bien sencillo deducir el montaje pues nos  limitaremos  a interconectar  ambos dispositivos  bajo el principio del MODEM Nulo , proveyendo además de  la alimentación de +5V al receptor GPS.
Al prever la propia Palm de una base de sincronización serie, usaremos esta misma  con objeto de minimizar el costo total (dada la dificultado de obtener el citado conector propietario de 10 pines)
Así las cosas en el dispositivo adaptador que proponemos, conectaremos por un lado el  conector cannon de 9 pines procedente de la base hot-sync de la Palm  y  por otro lado conectaremos el conector ps2 procedente  del receptor GPS, uniendo  las masas entre si de ambos dispositivos y sus respectivos líneas de recepción y transmisión RS232 y por  ultimo conectando 4 baterías AAAAA en serie entre los pines 2 y 1 del conector ps2.
Con objeto de no sobrecargar al receptor GPS cuya alimentación es 5v conectaremos  un pequeño diodo a la salida del portapilas  para bajar 0.6V  los aproximadamente 6V entregados por la asociación de baterías (1.5V*4)
Por ultimo para poder cargar cómodamente las baterías opcionalmente podemos equipar a nuestro dispositivo  un pequeño conector jack de 2 1/1”  para cargar desde una simple fuente de 5v DC.. También aquí conectaremos un diodo en serie de protección para evitar la descargas de las baterías  a través de la fuente cuando esta este apagada.

Componentes:

p1 portapilas 4 pilas AA
c1 conector cannon  9 pines macho
x1 conector mini-din 6 pines hembra (tipo ps2)
d1,d2 diodo 1N4001 o similar
j1 conector jack hembra 2 ½”
GPS Receptor  Polstar PGM-111 (o cualquier receptor GPS tipo ratón con salida serie)
PDA PALM M105 o cualquier miniordenador con SO PALM OS con cuna de sincronización serie.

Proceso de montaje y ajuste

El proceso de montaje es bastante fácil y no entraña ninguna dificultad especial.
Simplemente mecanizaremos en un caja adecuada para albergar el conjunto, perforando al menos tres aberturas:1 para el conector cannon, otra para el interruptor de encendido y otra circular para el conector PS2.
Practicadas las aberturas procederemos a fijar mecánicamente el cannon, el interruptor y el PS2
Es el momento de soldar las conexiones entre el cannon y el GPS cuidando de hacerlo entre los pines correctos (poniendo especial atención en el orden de los pines del ps2 del receptor GPS)

Soldaremos un hilo entre el terminal 4 el ps2 y el terminal 2 del cannon.Soldareamos un segundo hilo entre el pin 5 del ps2 y el terminal 3 del cannon
Conectaremos un hilo de masa entre el pin 1 del ps2, el 5 del cannon y el negativo del portapilasSeguidamente emplazaremos en el interior el portapilas y soldaremos un diodo a su salida enserie que conectaremos al interruptor de encendido y por otro lado a la masa del chasis.
Por ultimo conectaremos un hilo a la salida del interruptor al ps2.
Como opción interesante también podemos añadir un pequeño jack hembra para empotra de 2 ½” mono para proceder a la carga de las baterías (simplemente conectaríamos este al portapilas con un diodo de protección en serie con el positivo de estas)

Eleccion del miniordenador

Como ha quedado expuesto, la mayoría de los  receptores GPS nos reportan una señal basada en el protocolo NMEA con los datos de las coordenadas, hora, elevación, numero de satélites, etc., pero bien es cierto que sin un ‘ traductor’ no seriamos capaces de descodificar esas señales.

Para esa  función podaremos utilizar un ordenador convencional (de hecho podremos conectar el adaptador que proponemos a un ordenador PC convencional) pero  tenemos el problema del tamaño, peso y  por ende la escasa movilidad y  autonomía, etc.
Así las cosas podemos usar  para la gestión de la señal NMEA   un miniordenador de bolsillo lo suficiente potente para realizar los cálculos necesarios en poco espacio.
Entre  los miniordenadores disponibles  destacan  por su bajo precio aquellos con el  sistema operativo Palm-Os ,los cuales especialmente en versiones antiguas son bastantes económicos  (en parte porque han sido desbancados por los miniordenadores con Windows CE , quizás por su intento de  emulación también en el miniordenador el SO de moda: Microsoft Windows)
Estas maquinas con Palm- OS como SO ,no obstante mantienen una estabilidad muy alta del S.O., una excelente  CPU a prueba de toda duda, y entre sus muchas virtudes aúnan un escasísimo consumo de energía (esto no suele ser así con los miniordenadores con Windows -CE que tienen muchísima menor autonomía)
En las pruebas realizadas ,se decidió finalmente que un miniordenador Palm M105 con base de sincronización serie era la opción más conveniente por su potente hardware (8Mb de RAM, procesador ARM a 175Mhz y pantalla TFT táctil de 320×320  ) y su bajo precio (pero insistimos: en realidad nos hubiera valido cualquier miniordenador con Palm OS con cuna de sincronización serie ¡! NO USB!!)

MARCA Y MODELO
PALM  M105
PROCESADOR ARM 175MHz
MEMORIA RAM + ROM 8Mb. de RAM
DISPLAY Pantalla TFT 320*320 táctil retroiluminada
PUERTOS Y COMUNICACIONES Infrarrojos

Puerto serie

CONTROLES Teclas de acceso rápido (4) y Cursor (arriba+abajo).
SISTEMA OPERATIVO PALM OS3.0. Versión UK.
Tamaño 11.8 x 7.9 x1.8 cm
PESO 125 gr.

 

Ejemplo: Conexiones de un GPS a una Palm

Realmente el conector inferior de estos miniordenadores consta de un conector propietario de 10 pines en línea, el cual provee  además del pulsador de sincronización, los pines necesarios para establecer una conexión rs232 con cualquier dispositivo.

 

Db9 Señal cradle señal
1 CD
2 RXD 6 TXD
3 TXD 8 RXD
4 DTR
5 GND 1 GND
6 DSR 10
7 RTS 5 CTS
8 CTS 7 RTS
9 R1
masa Condensador  de 10nF
4 Interruptor Sincronización
9 Int Sinc(a través de un resistencia de 330ohmios)
3 Entrada propósito general
2 n.c.

Software necesario

Para  poder interpretar las instrucciones NMEA es necesario instalar en el ordenador de bolsillo algún tipo de  software compatible con Palm  O.S. que cumpla esta función.
Afortunadamente existe una variedad inmensa de sw disponible para el sistema operativo  PALM  OS  a partir de la versión 3.5  de la mayoría de los fabricantes de este tipo de programas  se pueden bajar versiones funcionales de estos (con alguna limitación menor)
A continuación se muestran alguno de los programas que se ha probado su funcionamiento con el PGM 111,la  Palm M105 y el adaptador descrito:
Compass (brújula):

Compass es una herramienta con la que podrás comprobar y verificar la conectividad entre el receptor GPS instalado y tu dispositivo.

Soporta comunicaciones vía puerto serie permitiendo visualizar, de un modo autónomo, sentencias NMEA 0183: latitud, longitud, velocidad, altitud, hora real, orientación y niveles de cobertura.

Un curioso modo de verificar la señal GPS capturadas por tu receptor y conocer los datos resultantes de la triangulación por tiempos de envío.

Puede descargar una versión operativa desde su sitio original: http://www.gpspilot.com/products/compass.shtml

GPS Atlas (la ultima versión es la 5.0):

 

Para el lector introducido en temas de cartografía antes de seguir hay que decirle que es lo que no hace este programa: No genera caminos de un punto a otro y No tiene capas.
Resumiendo: No es una herramienta topográfica, es una herramienta para excursionistas, navegantes y similares.
Este programa, cuyo precio a la hora de escribir este articulo ronda los 25 Euros, puede ser descargado en versión demo de la Web www.gpspilot.com.
También necesitaremos descargar de esta Web el programa Cartographer. Este programa, gratuito, es el que nos permitirá realizar un mapa calibrado en formato PDB a partir de una imagen de un mapa.

 

Tracker

 

Explore o almacene sus viajes para futuras referencias: preparación de guías de viaje, seguimiento de caminos, seguimiento y compartición de circuitos, ..en orden a extender, corregir o incluso construir mapas a medida.. Visualice tracks en los mapas.

Al Conectar el receptor GPS nos indicara la posición punto a punto y lo mostrara en el mapa registrando sus movimientos para poderlo usar para volver sobre sus pasos.
Exportación de  logs de track logs a PC’s para su uso en aplicaciones GIS. Es uno de los  mejores para terrenos salvajes o remotas áreas
Este programa, puede ser descargado en versión demo de la Web www.gpspilot.com.

 

Tom-Tom city Maps
El programa por excelencia para mapas de ciudades si lo que buscas es calidad y detalle.
TOM TOM City MAP planifica la mejor ruta a seguir desde nuestra posición al destino que le indiquemos. El programa nos indicará el número total de kilómetros de la ruta a realizar, así como el tiempo estimado en llegar a destino. Podemos elegir entre la creación de la ruta más corta o la más rápida.
También nos da indicaciones de los giros a realizar a lo largo de la ruta. Incluye mapas de callejeros de los siguientes países europeos: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Francia, Holanda, Italia, Luxemburgo, Portugal, Reino Unido, Suecia y Suiza. Contiene una base de datos con mas de 100.000 ciudades

Con el receptor GPS compatible (que emita sentencias NMEA 0183 V.2) conectado al PDA veremos nuestra posición sobre el mapa.

Mas información en
http://www.tomtom.com/

Mapopolis
Mapopolis es uno de los pocos mapas disponibles para tu dispositivo con compatibilidad y comunicación con sistemas GPS y con licencia totalmente GRATUITA.

 

Sus opciones y capacidades te permitirán especificar la ciudad deseada, visualizar todas sus carreteras, calles y puntos importantes, realizar búsquedas, activar el sistema GPS, añadir nuevos puntos, controlar distancia y demás.
Uno de sus puntos negativos, es la única disponibilidad de mapas de ciudades americanas evitando de esta manera, su uso en territorios europeos y provocando incompatibilidades con sistemas de navegación no americanos.
Conoce las calles de las ciudades americanas a la perfección, pero también están disponibles casi todas las ciudades españolas

Mapopolis es uno de los pocos mapas disponibles para tu dispositivo con compatibilidad y comunicación con sistemas GPS y con licencia totalmente GRATUITA.
Sus opciones y capacidades te permitirán especificar la ciudad deseada, visualizar todas sus carreteras, calles y puntos importantes, realizar búsquedas, activar el sistema GPS, añadir nuevos puntos, controlar distancia y demás.
también están disponibles casi todas las ciudades españolas.

Pudes descargarlo de
http://www.mapopolis.com/

PathaAway
Pathaway es un programa de mapa móvil, y va a ser el encargado de que la información proporcionada por el receptor GPS nos diga más cosas que una simple serie de números y flechas (la posición geográfica, dirección y velocidad que el GPS  nos da).

Esencialmente, Pathaway introduce en la memoria del PDA un mapa o callejero normal y corriente, bien escaneado de un mapa de papel u obtenido electrónicamente de sitios de Internet. Introduciendo las coordenadas correspondientes a, por ejemplo, las esquinas de nuestro mapa (datos que conocemos bien por interpretar el mapa o por tomar manualmente con el GPS la posición en dos puntos conocidos que podamos localizar dentro del mapa), Pathaway obra el milagro, ya que puede mostrarnos en tiempo real nuestra posición en ese gráfico. Así pues, pronto veremos una flechita que seguirá fielmente nuestros movimientos a escala dentro del mapa. Si no lo sabías te parecerá increíble.
El gráfico puede ser mucho mayor que la pantalla del ordenador de bolsillo, de modo que cuando nos desplacemos iremos viendo por qué carretera, aldea o monte vamos, desplazándose el mapa cuando lleguemos al borde de lo que estamos viendo.
A partir de este posicionamiento básico se abre un amplio abanico de posibilidades en el que Pathaway es tremendamente rico. Así pues, nos será posible señalar y buscar puntos por sus coordenadas o sus nombres, determinar rutas y seguir trazados (si lo deseamos, podemos ver una línea de color todo el camino que vamos realizando por el mapa y saber si nos estamos desviando de cierta ruta). Además, el panel de Pathaway nos ofrece y calcula constantemente información como la posición, el punto más próximo, la velocidad, el tiempo que se calcula hasta la llegada, etc.
Pathaway puede manejar y almacenar sin problemas gran cantidad de Puntos (lugares conocidos en el mapa que almacenamos para luego localizarlos o dirigirnos a ellos), mapas y Rutas (serie de Puntos que forman un itinerario o camino), así como importar y exportar Puntos y Rutas al GPS para poder usarlo de forma independiente a la Palm. Junto a Pathaway se incluyen dos programas para PC llamados Map Manager e Icon Manager

Mas información en

http://www.softmaptech.com/en/volumes/volEN_Path_Away.html
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CIRCUITOS DE AUDIO


 

Convertidor Mono/Estéreo

Este sencillo circuito nos permitirá pasar de una señal mono a una estéreo o tambén puede usarse del modo inverso para pasar de una señal estéreo a una mono. Esquema eléctrico del convertidor Mono/Estéreo:

Montaje.

El montaje de este conversor es muy sencillo, y en absoluto costoso. Montaremos el circuito siguiendo el esquema. El circuito puede colocarse envuelto en cinta aislante dentro del conector (clavija) o en una pequeña caja. Es importante tener en cuenta que en algunos casos se obtienen mejores resultados cambiando la resistencia de 150K por una de valor inferior.

Simple mezclador de audio

Este circuito puede sea utilizado como un pequeño mezclador portátil de un DJ. El circuito es un mezclador de audio tan sencillo como nunca podría llegar a ser otro circuito de estas carastericticas.
Hay dos potenciómetros logarítmicos duales en el circuito para ajustar los niveles de la señal de entrada y algunas resistencias para hacer la mezcla real. El circuito es completamente pasivo, sin necesitar ningún suministro de energía.
El circuito se halla en disposición para ser usado como un mezclador entre dos  fuentes stereo  y la entrada de un amplificador de ALTA FIDELIDAD . Este circuito puede usarse por ejemplo para mezclar las señales de 2 reproductores de CD o del PC y un reproductor de CD. Hay muchas situaciones dónde el mezclador puede ser útil ya que los mezcladores comercialmente disponibles son demasiados caros y grandes.
Este mezclador tan sencillo tiene sin embargo dos problemas: Atenúa la señal todo el tiempo (incluso aunque los dispositivos deslizantes se encuentren al máximo) y ofrece una impedancia de salida realmente alta. El primer problema puede ser solucionado aumentando un poco el volumen de nuestro amplificador. Por otro lado la impedancia alta de salida no es problema si se conecta la salida de este a la entrada de alta impedancia de nuestro amplificador y con conexiones cortas.
En el cuadro de debajo  se puede ver el esquema del circuito completo. Los 4 potenciómetros son realmente 2 potenciómetros duales al necesitarse al sincronzacion entre los dos canales stereo. Cada entrada y cada salida deben ir apantallada y conectadas a tierra para evitar ruidos y zumbidos.

Usted puede construir este circuito fácilmente en una caja plástica pequeña usando dos potenciómetros logarítmicos duales rotativos, seis conectores RCA y cuatro resistencias. En realidad no se necesita un circuito impreso porque hay pocos componentes que justamente se pueden soldar directamente sobre los potenciometros o conectores. Si usted quiere que el mezclador sea más fácil de usar, reemplace los potenciómetros rotativos por potenciómetros de tipo deslizante. Y si usted quiere mejorar los zumbidos e interferencias de BF utilice una caja de metal..

Simple preamplicador para microfono

 

Éste es un circuito sencillo para preamplificador de micrófono que usted puede usar entre su micrófono y amplificador estéreo. Este amplificador es circuito adecuado para el uso con entradas normales de la / cinta del / aux de la línea /CD del amplificador del estéreo de la casa. Este preamplificador puede usar micrófono dinámico y electret La idea de este circuito es conservar el diseño tan simple como posible para ser fácil de construir.

El circuito es uno simple amplificador del transistor con amplificación de acerca de 30-40 dB (depende de transitor, temperatura y voltaje). La entrada dinámica del mic es simplemente una simple circuito del amplificador del transistor . D1 está en el circuito para demostrar que el circuito funciona. El vcaida de voltaje craeda por le led(alrededor de 1.8V para ROJO dirigido) ha sido tenida en cuenta en el diseño del circuito del amplificador construido alrededor de Q1. La resistencia R4 y condensador C5 hacen un filtro para limpiar el ruido posible de batería u otro i fuente que se use para alimentar este circuito. Condensador C1, C2 y C3 son usados para bloquear el paso de CORRIENTEcontinua enla base de Q1 para salirr fuera de la entrada del micrófono . La entrada del micrófono Electret tiene una resistencia R1qeu deja pase corriente a través de cápsula del micrófono del electret cuando está conectada para la entrada del micrófono del electret. El micrófono Electret necesita un poco de corriente (acerca de 1 miliamperio) fluyendo a través de él para funcionar, porque hay un circuito pequeño del amplificador dentro de la cápsula del micrófono. Este circuito sirve para todas las cápsulas baratas típicas del electret e disponibles en cualquier tienda de componentes electrónicos.

Lista de componentes

R1      4.7 kohm
R2      220      kohm R3
2.2      kohm R4
120      ohm C1..C4
10      uF 16V
electrolytic  C5 100 uF 16V
electrolytic      D1 Red LED Q1
BC547B      (tambien sirve
el      2N2222)
SW1     on/off switch

 

Resumen de carastericticas

  • Level constrol range: 10 dB
  • Amplification for dynamic microphone: 46 dB to 56 dB
  • Amplification for electret microphone: 16 dB to 26 dB
  • Circuit performance: Amplificacion 35 dB, respuesta en  frequencia20 Hz to 20 kHz, baja  distorsion
  • Applicaciones: microfonso  dinamicos  o microfonos electret  a al liena de entrada de audio  de neustro amplifciador  HIFI  o la tarjeta de sonodp del PC.
  • Power supply:  bateria de 9v, que toma menos de 10 mA
  • Este amplificador se ha diseñado  para amplificar al señal de varios tipos de  microfonos que podemos conectar a la linea de entrada de nuestro PC.

Conexión de salida de altavoces a la entrada de linea

Algunas veces hay que conectar un dispositivo que tiene sólo salidas de altavoz como única salida externa. Debido a que los niveles de salida son muy más altos que las de entrada, la conexión directa usualmente no da resultados satisfactorios. Ese es el por qué el concepto de este atenuador del nivel de la señal para el acoplamiento entre la salida de altavoz y lineas e entrada sin problemas del nivel de la señal.

El circuito

El circuito es apto para funcionar con amplificadores típicos de ALTA FIDELIDAD dónde el conector negativo (el negro) del altavoz está conectado a la tierra del amplificador. Tenga cuidado porque algunos amplificadores modernos tienen ambas terminales activos. Asociar cualquier de ambos a una referencia común podría causar un sobrecalentamiento de la etapa de salida .

Descripción del  circuito

Las señales de altavoz estan usualmente dentro del rango de 3 a 20V ( amplificadores de salida de hasta 50W ). La señales de entrada debería estar dentro del rango de 0.3 a 2V para ser adecuado para la entrada del nivel de línea de amplificadores. Así se necesita una atenuación de aproximadamente 20 dB  para llevar las señales a su rango correcto. Esta conversión se puede ser hacer fácilmente usando un circuito de divisor de voltaje del 10:1. El circuito es un circuito de divisor de voltaje con resistencias que justamente da una atenuación de voltaje de aproximadamente 10:1. La impedancia de entrada del circuito es del orden de 10 kohm, así es que no carga el amplificador de una forma significativa y puede ser usado en paralelo con altavozes existentes sin ningun problema. La impedancia de salida del circuito es aproximadamente de 1 kohm, lo cual ses adecuada para entradas de línea normales.

Lista de componentes:

R1   10 kohm resistencia 0.25W
R2    1 kohm resistencia 0.25W

Las potencias nominales de las resistencias pueden ser bajas porque este circuito sólo tomará una fracción pequeña de la salida del amplificador Se puede usar este circuito tanto con un amplificador como conéctamelos paralelamente con altavoces existentes .

Notas

Acuérdese de comprobar que el circuito está conectado correctamente cada vez que se use. Si se mezclan los terminales de altavoz entonces usted puede terminar por poner en cortocircuito la salida del altavoz al ponerla en tierra, lo cual le puede dañar su amplificador y / u otro equipo conectado para él. Si usted quiere reducir el riesgo ponga una resistencia de 10 ohm entre el circuito y el conector de masa del altavoz (éste hará seguro que la impedancia de corto circuito está siempre al menos 10 ohmes, entonces aunque puede introducir en alguna ocasión problemas de incremento de la impendacia con masa). Este circuito solo puede ser usado con amplificadores normales que tengan la tierra común en los terminales de altavoz.( Nunca debe usarse con amplificadores del estéreo de coche de salida de tipo del puente). Si usted planea usar el circuito con un amplificador donde no haya altavoces conectados s algunos amplificadores podrían tener perdida de calidad de sonido de potencia. Si experimenta este tipo de problema, entonces luego usted puede poner una resistencia de 8 ohm (o del valor de la impedancia del amplificador que normalmente tenga) y lo puede usar como una carga. Recuerde seleccionar una resistencia que lo soporte la salida del amplificador. Si usted quiere ajustarse , usando una resistencia inferior al de la impedancia, entonces una resistencia con en el rango 50-300 ohmios puede obtener los resultados satisfactorios (en lugar del ohm 8 nominales). De cualquier manera en la mayoria de los casos no necesitara ninguna clase de resistencias de carga.

Notas

  • Si usted quiere ajustar el nivel de salida luego reemplace a R2 con un trimmer de 1 kohm . Esto hace posible que la salida sea ajustable desde de 0V hasta al liena de entrada.
  • Si usted quiere usar el circuito con toda seguridad con más amplificadores de mas de 50W, tendra que modificar el circuito para dar más atenuación. Esto puede ser fácilmente hecho cambiando el valor de R1 por33 kohm (de 0.25W i. Esto hace la atenuación para ser 33:1 (alrededor de 30 dB). Con esta atenuación el circuito es utilizable para amplificadores ed hasta acerca de 300W. Acuérdese de construir el circuito muy cuidadosamente si usted va a usarlo con esos amplificadores de potencia altos porque el voltaje en su altavoz reviste niveles peligrosos de tensión cuando la potencia del sonido es alta..
  • El atenuador sencillo de resistencias es muy útil también en muchas otras aplicaciones que justamente miden el nivel de salida del altavoz.Si desea un atenuacion de 4dBm para un intrumento de nivel , R1=50K y R2=5K
  • Modernos Hifi- VHS típicamente no tiene ajuste de ajuste automático de nivel o ajustes manuales de grabación. La dinámica de la banda sonora del vídeo del HiFi VHS es tan grande que los ajustes son muy a menudo innecesarios. Pero en algunos casos algúna caja de altavoz satélite devuelven picos de señales tan altos que si si están conectados a un vídeo del HiFi VHS el sonido se puede distorsdionar en las señales más grandes. Para evitar esto a usted puede usar el siguiente atenuador pequeño en uan cajita de VÍDEO equipando ambas conexiones de uadio (usted necesita uno para canal de audio: el izquierdo y el otro para canal derecho) .Para realizar el atenuador sutituya R1 por 2k2 y R2 por 2k2

Especificaciones

Para amplificadores de potencias de : 1..50W
Atenuacion: 20 dB
Impedacnia de entrada: 10 kohm
Impedancia de salida: 1 kohm
Respuesta en frecuencia: 20 Hz a 20 kHz

 

Retardo de conexion

La idea del circuito es esperar alrededor de 5 segundos desde qeu se ha encendido el amplificador para evitar el “golpe” molesto sonido del zumbido. Otra característica de este circuito es que desconecta inmediatamente el altavoz cuando se desconecta el amplificador , así algunas veces sonidos inoportunos no se oirían una vez apagado el equipo.

Lista de compontes

C1    100 uF 40V electrolytic
C2    100 uF 40V electrolytic
D1    1N4007
D2    1N4148
Q1    BC547
R1    33 kohm  0.25W
R2    2.2 kohm 0.25W
RELAY 24V DC relay, coil resistance >300 ohm

Funcionamiento del circuito

Cuando es alimentado el circuito, la fase positiva de voltaje de CORRIENTE ALTERNA acusa a C1. Luego C2 comienza a ir a la carga lentamente a través de R1. Cuando el voltaje en C2 asciende, el voltaje de salida del emisor de Q1 se levantr con voltaje en C2. Cuando el voltaje de salida de Q2 es lo suficientemente alto (típicamente alrededor de 16..20V) el rele pasa a condición y las contactos del rele asocian al altavoz a la salida del amplificador. Este proceso llevara típicamente alrededor de 5 segundos después conectar el amplificador (en el tiempo absoluto depende en el tamaño de C2, el voltaje del relevador y la l tensión del riele y de la tensión da entrada del circuito). Cuándo es desconectado, C1 perdera su energía muy rapidamente. También C2 será cargado muy rapidamente a través de R2. En menos de 0.5 segundos los altavoces seran desconectados del amplificador salida. . Este circuito puede también ser usado en muchas otras aplicaciones donde una retardo de pocos segundos sea necesaria. El tiempo de retraso puede ser aumentado por C2 mayor utilizador y podido decrecer usando un valor más pequeño C2. Oberveses que el retraso no es muy preciso por la simplicidad de este circuito y la tolerancia grande de condensadores electrolíticos típicos (puede ser – 20 %..+50 % en algunos condensadores).

AMPLIFICADOR ESTEREO DE 2 X 12 W.

Este amplificador está formado principalmente por un TDA 4935. Su ganancia en tensión es de 20 dB. Su banda de paso va de 40 Hz a 60 KHz. Su distorsión es inferior al 1%. Esquema eléctrico del amplificador integrado:

Montaje.

El montaje de este amplificador es muy sencillo. únicamente hay que tener precaución a no equivocarnos con el patillaje del circuito integrado. Es importante colocar algún tipo de disipador en el TDA ya que si permanece mucho tiempo encendido podría sobrecalentarse. En cuanto a la alimentación del circuito necesitaremos unaFuente de 24V 1A.Los altavoces deben soportar una potencia de 20 W. En las entradas puede conectarse un Walkman, un Discman…

Booster 22 W

Este amplificador de fácil construcción y poco coste nos permitirá aumentar la potencia de nuestra autorradio. También puede ser utilizado para alimentar unos altavoces satélites como los del surround…
Esquema eléctrico del booster:

Componentes:R1: 39K 1/4W
C1, C2: 10 uF 25V electrolítico.
C3: 100 uF 25V electrolítico.
C4: 47 uF 25V electrolítico.
C5: 0.1 uF 25V cerámico.
C6: 2200uF 25V electrolítico.
U1: TDA 1554 amplificador de audio 2 canales.
Varios: Disipador térmico para el U1, conectores RCA para las entradas, cable…
Notas:
– La potencia de 22W se obtiene unicamente con altavoces de 4 Ohm.
– El circuito disipa alrededor de 28W por lo cual debe llevar un disipador de aluminio para dicha potencia. En caso contrario, U1 resultaría dañado.
– LA tensión de alimentación puede oscilar entre 11 y 16 V. Sobre esta tensión el consumo a máxima potencia es de 5 Amp.

Simple mezclador de audio

Este circuito puede sea utilizado como un pequeño mezclador portátil de un DJ. El circuito es un mezclador de audio tan sencillo como nunca podría llegar a ser otro circuito de estas carastericticas.
Hay dos potenciómetros logarítmicos duales en el circuito para ajustar los niveles de la señal de entrada y algunas resistencias para hacer la mezcla real. El circuito es completamente pasivo, sin necesitar ningún suministro de energía.
El circuito se halla en disposición para ser usado como un mezclador entre dos  fuentes stereo  y la entrada de un amplificador de ALTA FIDELIDAD . Este circuito puede usarse por ejemplo para mezclar las señales de 2 reproductores de CD o del PC y un reproductor de CD. Hay muchas situaciones dónde el mezclador puede ser útil ya que los mezcladores comercialmente disponibles son demasiados caros y grandes.
Este mezclador tan sencillo tiene sin embargo dos problemas: Atenúa la señal todo el tiempo (incluso aunque los dispositivos deslizantes se encuentren al máximo) y ofrece una impedancia de salida realmente alta. El primer problema puede ser solucionado aumentando un poco el volumen de nuestro amplificador. Por otro lado la impedancia alta de salida no es problema si se conecta la salida de este a la entrada de alta impedancia de nuestro amplificador y con conexiones cortas.
En el cuadro de debajo  se puede ver el esquema del circuito completo. Los 4 potenciómetros son realmente 2 potenciómetros duales al necesitarse al sincronzacion entre los dos canales stereo. Cada entrada y cada salida deben ir apantallada y conectadas a tierra para evitar ruidos y zumbidos.

Usted puede construir este circuito fácilmente en una caja plástica pequeña usando dos potenciómetros logarítmicos duales rotativos, seis conectores RCA y cuatro resistencias. En realidad no se necesita un circuito impreso porque hay pocos componentes que justamente se pueden soldar directamente sobre los potenciometros o conectores. Si usted quiere que el mezclador sea más fácil de usar, reemplace los potenciómetros rotativos por potenciómetros de tipo deslizante. Y si usted quiere mejorar los zumbidos e interferencias de BF utilice una caja de metal..

Alimentando microfonos electret

Introducion

Muchos tipos de micrófonos requieren energía para funcionar,( por lo general estos tipos son descritos como micrófonos del condensador). La energía las necesitan para alimentar los preamplificadores internos y cápsulas polarizadoras del micrófono. Si las baterías internas no pueden incluirse, entonces la única solución es suministrar la energía por el cable de la señal del micrófono.
In some cases microphones might be claimed to be “dead” not realising that they require a battery or in other cases phantom power.

Introducion a los microfonos electret

Un micrófono electret MIC es el mejor micrófono omnidireccional por calidad /precio que se puede comprar. El micrófono Electret puede ser muy sensitivo, muy durable, sumamente compacto en el tamaño y tienen muy poco consumo. Ademas son usados en muy muchas aplicaciones dónde se necesitan algo pequeño y a buen precio. asi el micrófono Electret ocupa (a ojo de buen cubero) sobre el 90 % de las aplicaciones, calidad sabia. La mayoría de lavalier (el clip de corbata) , los micrófonos de la cámara de vídeo y los micrófonos usados con trajetas de sonido en su PC son micrófonos del electret. El electret es una versión modificada del micrófono clásico del condensador (o condensador), lo cual saca provecho de cambios en capacidad debido a las vibraciones mecánicas para producir variaciones de voltaje proporcionales a las ondas de sonido. Considerando el micrófono de condensador este necesita un voltaje aplicado , el electret ha sido fabricado de modo qeu neesite solo unos pocos voltios necesitados es energizar el transistor FET incorporado, no en crear un campo eléctrico. La cápsula típica del micrófono del condensador del electret es un dispositivo de dos terminales (hay capsulas de 3 pines) que se aproxima a una fuente de corrinete que se alemienta enter 1-9 y consume menos que medio un milliamp. Este pequeño consumo es consumido por un preamplificador muy pequeño construido en la cápsula del micrófono que hace la conversión de fuente muy alta de impedancia del elemento del electret mismo y el cable que necesita ser conducido. Se debe ser consciente que esta impedancia está asociada en frecuencia a la capacidad del cable, asi que a 1kHz la capsula exhibirá una impedancia de unos cuantos 10 ‘s de kilobyte.

El resistencia de carga define la impedancia y puede ser con lo que se condicioana para el amplificador una bajo nivel de ruido . Éste es usualmente de 1-10kOhm. El limite mas bajo está definido por el ruido de voltaje del amplificador y el tope superior por el arresto de interferencia (y el ruido de corriente del amplificador). Los valores adecuados del resistencia estaran típicamente en el rango de 1-10 kohm. En muchos casos el micrófono esalimentado por una fuente de energia de 1.5V-5V a través de una resistencia que tiene unos de pocos Kohmes . Porque el electret mismo contiene un amplificador separador pequeño que añade ruido, es común especificar una relación señal/ruido (usualmente en 94dB SPL) o auto figura de ruido , lo cual es el nivel acústico equivalente de ruido, comúnmente alrededor de 20-30dB SPL. Los Electrets necesitan ailimentación a causa de que el amplificador FET incorporado dentro de la cápsula del micrófono. Los voltajes de alimenatcion deberían ser mantenidos limpios, porque el ruido en ellos logrará pasar a la salida del micrófono .

Circuitos basicos de alimentacion

 

Circuito basico

 

        +---------------------------- battery +ve (3 to 12 Volts)
        |
       2k2 R1
        |
        o---------- 10uF ------o----- output
        |+                     |
     CAPSULE                  10k R2
        |-                     |
        +----------------------o----- GND, and battery -ve

Éste es el micrófono básico del electret atoalimentadondo se puede usar como referencia genérica cuando los circuitos usan micrófonos electret. La impedancia del salida esta determinada por R1 y R2. Si usted omite a R2 la impedancia de salida es apenas la resistencia de R2. Aquí hay otro forma del mismo circuito:

       vcc
        O
        |
        /
        \
        /
        \  EQUAL TO REQUIRED IMPEANCE
        /  EX.= 1000 Ohm
        \
        |
        |     CAPACITOR MOST ANY VALUE 10uF 16v
|---|   |  + | /
|   |---0----| |-------   AUDIO OUT
|   |        | \
|   |----O--------------
|---|    |
         |
       -----
        ---
         -

Microfonos electret alimentados por baterias

Cuando usted construye este circuito dentro del caso del micrófono (o para caja externa pequeña) usted puede hacerse un micrófono universal fuera de una cápsula del electret.

                                  10 uF
                                 + | |
    +---------------------+--------| |--------------> to amplifier
    |                     |        | |
    | (positive lead)     |
    |                     +----------/\/\/\---------+
   MIC                              2.2 kohm        |
    |                                               | +
    | (ground lead) (-)                          -------
    |                          (battery 9v or so)  ---
    |                                               |
    |                                               |
    +-----------------------------------------------+----> ground


Si usted construye este circuito, entonces sería una buena idea añadir un interruptor para desconectar la batería cuando usted no usa el micrófono. Usted debería notar que el nivel de la señal de salida de este micrófono es destacablemente más alta que la señal forma disponible por los micrófonos dinámicos típicos así es que se tendria que rechazar la ganancia en su entrada del micrófono (si no hay ajustes adecuados este nivel más alto puede causar distorsión enel preamplificador del micrófono más fácilmente).La impedancia de salida de este circuito es alrededor de 2 kohm así es que no es recomendable usar cables de micrófono larguísimos o se perdera defincion en allta frecuencia (pocos metros no son problema ).

Super-simple circuito  de alimentacion

En muchos casos es posible usar uno o dos baterías 1.5 (depende de tipo del micrófono) V como un suministro deenergia para el mirofonoc. La batería está directamente de serie con el micrófono.

----------- [ Battery ] ----------------------
                                             I
                                             ----
Amplifier in                                    Mic
                                             ----
                                             I
----------------------------------------------

Este circuito funciona si el preamplificador del micrófono pasa sin embargo alguna corriente pequeña del CD y no le estorba ella. Esto es usual pero no siempre. La corriente normalmente directa de la batería tiene muy poca influencia en el preamplificador, ya que el preamplificador sólo amplifica corrientes alternas. Si usted no sabe la polaridad correcta de la batería, entonces pruébela en ambas formas. Las mayoria de las veces la polaridad equivocada en estos l bajo voltaje no debería causar ningun daño para elemento del micrófono.

Tarjetas de sonido y microfonos electret

 

Differentes forma de alimentar microfonos usadas  en tarjetas de sonido

 

Sound Blaster

Sound Blaster  (SB16,AWE32,SB32,AWE64) de Creative Labs usan jack de 3.5 mm stereo para el microfono electret. El conector del  microfoo usa la siguinte asignacion de pines:

        / \
       |   |   Audio signal
        \ /
       +===+
       |   |   Bias voltage for microphone (+5V through 2.2 kohm resistor)
       |===|
       |   |
       |   |   Ground
       |   |
     +=======+
     |       |

Creative Labs ha dado las siguintes especifciaciones para las entradas de microfonos de la  Sound Blaster:

     Input Type: Unbalanced Low Impedance
     Input Sensitivity: Approx. -20dBV (100mV or 0.1Volt)
     Input Impedance: 600 to 1500. (Ohms)
     Input Connector: 3.5mm Miniplug (Stereo Jack)
     Input Wiring: Audio on Tip, Ground on Sleeve, 5Volts DC Bias on Ring

El cuadro de debajo se ve un esquema aproximado del circuito de entrada de micrófono de sound Blaster . Muestra qeu la electrónica de dentro de la tarjeta des sonido tiena  un conexionando típico para un micrófono Sound Blaster.

 

Indicador logarítmico de nivel estéreo.

Conectando las entradas de este circuito a la salida de un previo obtendremos un vu-meter estéreo, cuyos led irán luciendo a medida que vayamos aumentando la potencia.
Los umbrales de D1…D5 son de 34,60,106,150 y 212 mV para el U 2066B, y de 84,106,134,168 y 212 mV para el U 2067 B.  Esquema eléctrico del Indicador logarítmico estéreo:

 

Sirena de niebla 5W

Esta sirena produce un tono bajo y fuerte semejante a las sirenas de niebla de buques. Esquema eléctrico de la sirena de niebla:

Montaje:Para el correcto funcionamiento de la sirena de niebla se necesita un altavoz de 8 Ohmios. Es aconsejable probar varios altavoces y seleccionar el altavoz con la mejor reproducción  y la intensidad de sonido más fuerte. Es absolutamente necesario que el altavoz esté ubicado en una caja para obtener así una perfecta reproducción de las frecuencias bajas. Es importante poner un pequeño disipador en el transistor de potencia (2N2905 o BC160 o BC161 dependiendo del utilizado). El transistor no indicado es un BC337. El tono deseado se puede arreglar con el potenciómetro variable. La sirena puede ir alimentada de 4,5V a 12V y tiene un consumo aproximado de 300 mA.

Sirena tipo destructor

Sirena de buque de guerra “Cubierta clara a la acción”. En rápidos intervalos un sonido ascendente breve resuena: Uiiit… Uiiit… Muy curiosa e interesante para sistemas de alarma. Esquema eléctrico de la sirena:

Componentes:T1, T2, T3: transistores BC 547
T4: transistor BC 557
T5: transistor Darlington KT 829 o BDX 53
D: diodo Venner 3,3V
C1: condensador 100 uF / 16V
C2: condensador 100 nF
C3, C5: condensador 22 uF / 16V
C4: condensador 10 uF / 16V
C6: condensador 10 nF
C7: condensador 47 nF
C8: condensador 470 nF
R1, R4: resistencias 56K
R2, R3: resistencias 8,25K
R5, R7: resistencias 33 Ohmios
R6: resistencia 82K
Varios: altavos de 8 Ohmios, caja y alimentación
Notas:
– La potencia de 15W se obtiene únicamente con altavoces de 8 Ohm.
– El circuito disipa alrededor de 20W por lo cual debe llevar un disipador de aluminio para dicha potencia. En caso contrario, T5 resultaría dañado.
– LA tensión de alimentación puede oscilar entre 6 y 12 V. Sobre esta tensión el consumo a máxima potencia es de 3 Amp.

Control de agudos.

Este sencillo circuito nos permitirá aumentar o disminuir el nivel de agudos. El circuito debe ir conectado antes de la etapa amplificadora del equipo. Esquema eléctrico del control de agudos:

Control de graves.

Este sencillo circuito nos permitirá aumentar o disminuir el nivel de graves. El circuito debe ir conectado antes de la etapa amplificadora del equipo. Si se satura cambiar el condensador de 330 nF por uno de 1nF. Esquema eléctrico del control de graves:

Económico sistema de hilo musical


 


Muchos son los lectores que al realizar reformas en la vivienda, tras realizar un replanteo de la instalación eléctrica, han tenido la pretensión de instalar en casa un sistema de hilo musical, por las múltiples ventajas que conlleva como son: la repartición de una misma señal de audio (TV, CD, vídeo, decodificador satélite, televisión de pago,….) a múltiples lugares por un mismo cableado, el ahorro de espacio por la relativa pequeñez de la instalación tanto de megafonía (que incluso puede ser empotrada) como de la “Centralita de hilo musical”(que también puede ser empotrada) y finalmente la economía de medios al disponer de una única fuente de señal que esta disponible en múltiples lugares a través de un relativa sencilla y económica instalación.
Pero si bien son múltiples las ventajas, hay dos graves problemas a los que nos enfrentamos:
El relativo alto precio que tenemos que pagar por todos los aspectos técnicos que conforman la instalación: la “Centralita de hilo musical” (que suele tener un lujoso aspecto con múltiples controles, así como posibilidad de control a distancia, etc.), aasi como el coste unitario de todos los puntos a los que se quiere llegar la señal (tanto mayor como más puntos haya).
El engorroso cableado que hay que realizar(que suele ser complejo, múltiple y caro para la mayoría de las soluciones comerciales).
En el prototipo que se propone se intentara solventar el aspecto más grave de todos: el precio, al tiempo que trataremos de simplificar el cableado.

Megafonía y Altavoces

Tenemos dos caminos para solucionar el problema de la sonorización física:
  • Constuirla nosotros mismos las cajas, sobre el diseño del LM386 o similar, (o incluso, “reciclando ” antiguas etapas de B.F).
  • Adaptar a nuestra instalación en particular cualquiera de las múltiples bafles autoamplificados que existen para multimedia en todas las tiendas de informática (e incluso en las del sector electrónico).
Esta ,en juicio del que escribe estas líneas, es la solución mas acertada por:
  • El muy bajo precio de estas cajas
  • La estética global de estas (no olvidemos que inevitablemente han de quedar a la vista en múltiplos puntos)
  • La portabilidad de estos al poder disponer de múltiples puntos de conexión y conectarlas y desconectar estas según la necesidades (sin tener que tener tantas bafles autoamplificados como puntos de conexión tengamos)
  • El disponer de como mínimo los controles básicos (encendido, volumen y los de alimentación) en la misma unidad, llegando incluso a veces a tener, ,según modelos, de cortes de ecualizacion, toma de auriculares, etc.
  • Por ultimo el abanico tan amplio que existe en el mercado, pudiendo elegir estas según los gustos particulares del usuario. No obstante, puesto que los vamos a alimentar todos con la misma fuente, habrá que estudiar la conveniencia de elegir estos en funcion de la fuente de alimentación que vamos a instalar en el módulo “Centralita de hilo musical”, y también del numero de unidades que se prevé van a funcionar simultáneamente .
Las modificaciones que habra que realizar sobre dichos altavoces multimedia son mínimas: cortaremos los cables que van a la tarjeta de sonido del ordenador (un macho estéreo de 3,5″) y un jack de alimentación ,y en su lugar pondremos un macho pentapolar DIN 180 o, en el que soldaremos los cinco hilos siguiendo el siguiente orden:

CONECTOR

UTILIZACION

pin 1

canal audio derecho

pin 3

+12voltios

pin 5

canal audio izquierdo

masa

-12voltios y masa audio

Y este es el aspecto resultante de la adapatación de los altavozes de ordenador :

 

Aquellos que se decidan a realizar los amplificadores de audio para sonorizar pueden usar cualquier diseño de amplificador de B.F de los aparecidos en la revista (cuya alimentación sea sobre los 12v), o bien pueden construir el que se propone que no es mas que un amplificador estéreo de pequeña potencia (en caso de construcción monofónica solo construiremos uno de ellos).
El esquema de funcionamiento pues, es bien sencillo, basándose en dos etapas idénticas de amplificadores en torno al popular LM386, alimentandose todo el conjunto a traves de un conector macho pentapolar entre el pin 3 y masa.
La señal de audio pues la obtenemos de los pines 1 y 5 por un conector macho pentapolar a través de C1 y C6 , conectando a su salida un potenciómetro doble (el cual puede sustituirse por dos resistencias variables si no se prevee su utilidad) que atacan directamente las entradas no inversoras de cada amplificador. Los condensadores electrolíticos C2 ,C3 y C7, C8 son los condensadores de desacoplo típicos de cada amplificador .A la salida de cada amplificador (pin 5) le asociamos un filtro RC constituidos por R2,C4 y R3,C5 conectando a través de C5,C10 directamente dos pequeños altavoces de 8W de 1W.

Cableado

El cableado aunque parezca un poco complejo, en la solución elegida, se ha escogido por ser el mas económico: el disponer de como mínimo 3 hilos (solución monoural) o 4hilos (solución estereofónica).

 

Estos constituyen un bus de 4hilos (dos pares) correspondientes a:

Bus 2 pares

Canal audio derecho

+12voltios

Canal audio izquierdo

0voltios y masa audio
que partiendo de la “Centralita de hilo musical” saldrán en derivación a todas las habitaciones o puntos de conexión utilizando la infraestructura presente de tubo flexible interior (por donde van la instalación interior de C.A,) ,asegurándonos el aislamiento preciso en los cables empleados (normalmente del tipo par trenzado fino) dada la proximidad de estos
Con objeto de abaratar aun más el coste (si optamos por aprovechar los tubos flexibles de la vivienda), en las cajas de distribución también se pueden instalar los conectores pentapolares DIN 180o hembra (sobre los que después enchufaremos los bafles autoamplificados).
Por supuesto se puede instalar (sobre todo si se están realizando obras) un tubo flexible extra en el que por el relativo bajo incremento de precio que conlleva introduciremos un buena cantidad de hilos para posibles usos futuros (antena, teléfono, bus I2C,…)
Aun si no nos decidimos por instalar estos dos pares bajo tubo, también podemos optar por realizar una instalación en superficie que según los casos será la mas sencilla.

 

 

Centralita Hilo Musical

Aunque pueda constituir el problema mas grande de la instalación (junto con el cableado de esta a los puntos de conexión),al obviar algunas comodidades como controles, telemando, etc., eléctricamente no puede ser mas sencilla, estando constituida por dos partes fundamentales: la fuente de alimentación de potencia y el amplificador de B.F.
La parte de audio esta constituida por dos sencillos amplificadores de audio basados en torno al popular LM386 (dos en el caso de instalación estereofónica), introduciendo la señal estero a repartir por el sistema de hilo musical a través de un jack estéreo de 3,5″ .
La señal de cada canal pasa a través de los condensadores de desacoplo C1/ C6 , y las resistencias ajustables R1/R3 (en nuestro montaje ajustables, pero obviamente no hay inconveniente en sustituirlos por un potenciómetro doble) y finalmente ataca a las entradas no inversoras de cada amplificador. Los condensadores C2 ,C7 nos fijan las ganancias de amplificación de cada etapa, actuando como condensadores de desacoplo C3 y C8. A la salida de cada amplificador conectamos una red RC formada por las parejas R2,C4 y R4,C9 que evitan oscilaciones en frecuencias altas. Finalmente conectamos sendos condensadores de desacoplo C5,C10 que recortan ligeramente el ancho de banda antes de conectarlos al bus de 4 hilos que llevaremos por todo el recinto a sonorizar.

 

 

 

En cuanto al diseño de la fuente no puede ser mas sencilla, estando constituida en torno a un transformador de 12V 2Amp (aunque podemos equipar con uno de menor amperaje en funcion del numero de altavoces que vayamos a conectar), un puente de diodos compacto del tipo B80C330, y dos condensadores a la entrada del regulador de potencia UA7812 (podemos poner también un 7812 con un buen radiador si elegimos un transformador menor) .Al regulador integrado le equiparemos el oportuno radiador y a su salida nuevamente conectamos los típicos condensadores de filtro. A esta punto conectaremos tanto a la “Centralita de hilo musical” (que no es ni mas ni menos que el amplificador de audio descrito anteriormente) como al bus de 4hilos que llevaremos por todo el recinto.

 

 

Si juntamos ambos esquemas este es el esquma final de nuestra centralita de hilo musical:

 

Lista de componentes

R1,R3 : 10KW trimmer
R2,R4:2K2W
R5:680W
C1,C2,C6,C7:10mF,16V electrolítico
C3,C8:47mF,16V electrolítico
C5,C10: 100mF,16V electrolítico
C4,C9:22nF
C11,C13:100nF
C12:470mF,16V electrolítico
C14:180mF,16V electrolítico
DL1=Led rojo 5mm
IC1,IC2 :LM386
IC3:LM7812
T1:Transformador 12v 2.5A(ver texto)
PC1=B40C1000

VARIOS:
Regleta de conexión de 6 polos ,paso 5mm
Portafusiles circuito impreso
Interruptor CA apara circuito impreso
Jack hembra stereo 3 ½”
Placa de circuito impreso
Conector DIN hembra pentapolar

Montaje

Aunque pueda parecer complejo el circuito en si de la “Centralita de hilo musical” no puede ser mas sencillo en si, y no tiene ninguna complicación adicional de ajuste. Obviamente habremos de probar todo el montaje “al aire” antes de decidirnos a instalarlos en un recinto (máxime si vamos a realizar instalación de cableado) .Para ello conectaremos a las salidas L y R de la “Centralita de hilo musical” dos pequeños altavoces respecto a masa y enchufaremos el circuito a la red C.A., conectando al jack estéreo cualquier señal de audio(por ejemplo la salida de un “walkman”).Aunque con baja intensidad debe oírse con fidelidad a través de los altavoces.
El siguiente paso a realizar será el de la construcción de las cajas (que tal y como se ha aconsejado deberían ser bafles multimedia autoamplificados).Hechas las modificaciones descritas ,los probaremos sobre el conector hembra pentapolar que a tal efecto tenemos en la “Centralita de hilo musical” “.
Realizados estos pasos tenemos los circuitos necesarios para la repartición fiable de un señal de audio estereo por cualquier recinto, aunque nos queda quizás la tarea mas engorrosa: el cableado.
Para realizar el cableado hay múltiples formas de hacerlo.La mas limpia sera la de utilizar cable trenzado flexible de 2 pares que introduciremos en los tubos flexibles de la instalación interior de alumbrado con el auxilio de guías apropiadas. También si vamos a reemplazar los viejos hilos rígidos de la vieja instalación de C.A. por hilos nuevos flexibles(acaso de mayor sección), podemos utilizar los viejos hilos para usarlos a modo de “guías” y reemplazar estos por los nuevos para alumbrado más 3 pares de hilos(2 pares para nuestra instalación y otro par para otro uso: como por ejemplo el teléfono)
También es factible realizar la instalación en superficie (pegando el cable o con canaletas especiales de PVC) del modo a como se suele instalar el cable telefónico, lo cual es evidente mas sencillo,pero lógicamente menos estético.
Si es factible, en caso de obras o similares en muy interesante instalar tubos flexibles nuevos en los que además de meter los 2 pares que necesitamos para la instalcion de hilo musical, podremos instalar teléfono antena, etc, (¡por desgracia esto no esta al alcance de todos los bolsillos!).
Por ultimo la “Centralita de hilo musical” la meteremos ,si es factible en una barata caja de registro de medidas apropiadas (26×26 es suficiente espaciosa para contener la fuente , la parte de audio, la entrada de C.A. y la salida del bus ), practicándole en la parte delantera un pequeño frontal en el que colocaremos el interruptor de encendido, el led de puesta en marcha, el pentapolar hembra de pruebas, el jack estéreo de 3.5″ de entrada y acaso un fusible (evidentemente tanto la entrada de c.a, como el bus de 4 hilos han de instalarse en un tubo aparte que ira a esta caja)

 

 

 

Lado  pistas
Lado componentes
Componetes instalados

OSCILOSCOPIO-VOLTIMETRO MULTIPROPOSITO USB PARA PC


Es sabido que existe una multitud de programas que explotan las capacidades de adquisición de datos de las tarjetas de sonido para convertir nuestro PC en un osciloscopio virtual, pero si bien es cierto que>podemos ver el aspecto de la señal, no podemos cuantificar, tanto en corriente alterna, como en corriente continua, el nivel de esta, siendo esta circunstancia realmente una seria limitación si lo que realmente se pretende es conocer la magnitud de la señal a medir y por tanto emular un verdadero osciloscopio.

Sirviéndonos de la ingeniería inversa, por muy poco dinero se propone realizar un pequeño cambio, bien en>su tarjeta de sonido o bien en un modulo usb de bajo coste, para solventar esta grave limitación y realmente poder cuantificar el nivel de cualquier señal>aplicada a su entrada y por tanto obtener un verdadero sistema de adquisición de datos cuyas principales premisas serán: su bajísimo>coste, su alta fiabilidad, su sencillez constructiva y su alta flexibilidad.

Gracias a la técnica descrita en estas líneas pues y un pequeño circuito, el lector podrá cuantificar de una manera muy precisa cualquier variable física susceptible de ser transformada en una variación de voltaje como pueden ser: intensidad, resistencia, capacidad, inductancia, temperatura, humedad, luminosidad, presión y un largo etcétera.

Como complemento al circuito se presenta un pequeño programa gratuito escrito en Delhi 7 por el autor que funcionara sobre Windows Vista,cuya descarga es gratuita en est a misma Web del autor en el apartado de descargas y que el lector podrá utilizar de forma multidisciplinar tanto en modo osciloscopio de doble trazo como sistema de adquisición de datos….

Adquisición de señales CC/CA a través de una tarjeta de sonido

Las tarjetas de sonido se>han convertido en un componente estándar de prácticamente todos los ordenadores personales corrientes, estando prácticamente todas constituidas como mínimo de dos partes:

  • Un bloque mezclador cuya misión es>unir diferentes fuentes de señal gracias a un control por software de ganancia y de nivel en una única señal (que será la entregada al conversor).
  • Un bloqueconvertidor A/D doble (es decir un convertidor analógico a digital y un convertidor digital analógico), usualmente de alta precisión de 16bits, con una frecuencia máxima de muestreo entre 44.1khz o 48khz.

A estos dos bloques básicos, pueden añadirse otros bloques más, como por ejemplo otro conversor digital analógico para obtener una salida de audio estereo, pero desde el punto de vista de la conversión A/D estos dos citados son los más importantes.

Por desgracia casi todas las tarjetas de sonido están aisladas de corriente continua por medio de un condensador interno de desacople que se sitúa cerca de sus todas su entradas. Esto como el lector imaginara, no solo nos imposibilita tomar medidas de CC, sino que también nos impide hacer mediciones fiables y cuantificadas respecto a una referencia dada (el motivo de semejante medida es claramente la de ajustar el nivel cero de la señal de sonido procesada y utilizar esta como referencia de masa).

Normalmente este aislamiento de CC nunca ha sido un problema dado que el uso de las tarjetas de sonido ha sido siempre la de capturar señales analógicas sin grandes pretensiones (normalmente la captura de un micrófono JFET) por lo que la presencia de estos condensadores solo sirve para la eliminación de la componente CC que tenga la señal de entrada pasando al conversor A/D de la tarjeta solo el nivel de CA sin que esto afecte a un uso normal de estas.

Ahora bien, si lo que se desea es utilizar el conversor A/D de la tarjeta de sonido para medidas de mayor precisión ( como ejemplo para un osciloscopio virtual ) es evidente que estos condensadores son una serio obstáculo para utilizar estas tarjetas como medio de adquisición de datos, motivo por el cual habrá que estudiar otra forma de referenciar el nivel cero con la mínima intervención sobre estas.

En>las líneas siguientes se mostraran dos soluciones de ingeniería inversa que resuelven de un modo rápido, fiable y muy económico>con total satisfacción este problema usando sin embargo dos perspectivas diferentes:

  •    Modificando una tarjeta de sonido tipo PCI estándar.
  •   Utilizando una pequeña unidad externa USB de bajo coste que basa su funcionamiento en único Circuito Integrado.

Posibilidad de modificación de una tarjeta de sonido estándar PCI para medida de tensiones de continua

Si analizamos la entrada de línea de un Creative>modelo CT4810, estudiado el circuito asociado al conector azul de entrada>será>similar al siguiente al de la imagen.

Ampliación entrada línea de la tarjeta de sonido >CT4810

SEQ Ampliacion_entrada_linea_de_CT4810 1

Como podemos observar en la fotografía adjunta, es fácil esbozar el circuito asociado a la línea de entrada , especialmente si nos fijamos en los grandes condensadores electrolíticos C18 y C19 los cuales claramente nos están anulando el paso de continua a las etapas posteriores, el cual consiste básicamente en un condensador en paralelo con la entrada, y tras el, un divisor de tensión y en su punto medio un condensador en serie de desacople electrolítico.

Este esquema esta lógicamente repetido para el otro canal y lo podemos ver en la figura de más abajo:

Esquema circuito de entrada CT4801 SEQ Esquema_circuito_de_entrada_CT4801 1

Es fácil comprender que,si analizamos otras tarjetas el circuito será similar a este, si bien la red previa a los condensadores de desacoplo (en nuestro caso formado C1-R2-R3 y C2-R3-R6) puede cambiar.

Por ejemplo, el circuito anteriormente comentado, es muy similar en las siguientes otras tarjetas:

-En la SB 16 es idéntica a la anterior (si bien los valores de los componentes pueden no coincidir). -En la CMI 8738SX por cada canal solo hay una resistencia y un condensador en paralelo y después el condensador de desacople. -En la Audio PCI5000 es simplemente una red RC previa por canal. -En la AWE64 es la mas compleja pues hay un operacional TL074 a la entrada en modo inversor, y a su salida ya podemos encontrar el condensador de desacople. Esta configuración serviría para realizar el ajuste que se describirá más adelante, incluso podríamos seguir el esquema de más abajo pues el Amplificador operacional nos serviría y solo tendríamos que modificar sus componentes externos.

Localizado el origen del problema, para poder hace mediciones de DC pues, solo nos bastaría con reemplazar C18 o C19 por un puente, pero aun así tendríamos el problema de la referencia de tierra (en este caso rondaría en torno a las 2.5v)…

Para solucionar nuestro problema, tras eliminar o cortocircuitar C18 y C19 de la tarjeta original, podemos utilizar el siguiente sencillísimo esquema de un AO usado en modo diferencial.

La salida de este, viene dado por la conocida formula:

Un análisis de la citada formula nos muestra que la salida vout puede ser un cierto nivel de continua negativo de vref, si la tensión de entrada vin llega a ser un valor aproximo a cero, es decir:

Es decir con esta configuración previa, conseguimos restar de la señal de entrada un cierto nivel de continua de modo que la lectura tomada final este compensada por ese valor y de ese modo el convertidor A/D nos da el valor real de la señal a medir.

Para facilitar este ajuste nos ayudaremos de la red R4-R6-R5, la cual nos servirá para añadir el nivel justo de continua para compensar que la lectura del circuito sea cero.

Esquema de circuito de corrección SEQ Esquema_de_circuito_de_correcion 1

Del esquema final solo no queda mencionar la pequeña red de atenuación formada por los divisores de tensión R9/J1a y R10/J2b los cuales junto con R8, cual nos servirán apara atenuar la medida a un valor que no pueda dañar al A.O., obteniéndose con la primera aproximadamente una atenuación de 1/10 y con la segunda en torno a 1/100.

Por ultimo, en cuanto la alimentación del circuito al ser simétrica de +-5v, aunque podemos tomar los +5v , no podemos tomar los –5V de un conector Molex de HDD o DVD , por lo que para simplificar el circuito tomaremos ambas directamente del conector ATX en los pines 17(negro) ,18 (blanco) y 19(rojo).

Esquema conector ATX SEQ esqeuma_conectorATX

La solución integrada: el circuito integrado CM108

Aunque se ha visto que añadiendo un pequeño circuito basado en un simple A.O. podemos adaptar cualquier tarjeta de sonido PCI para medir tensiones continuas, no siempre es posible hacer esto, pues modernamente casi todas las tarjetas de sonido suelen estar integradas en la placa madre (mas aun si se trata de un ordenador portátil) siendo estas engorrosas de desmontar y por tanto difíciles de modificar en el aspecto que se he explicado en las líneas anteriores.

Por tanto para aquellas personas que no puedan o no quieran modificar la tarjeta de sonido de su PC, la utilización del chip CM-108 es perfecto para una simple aplicación de adquisición de datos, pues por un bajísimo precio integra en una sola pastilla con unos poquísimos componentes discretos asociados, el interfaz USB, la fuente, el convertidor A/D y en definitiva todos los componentes necesarios para realizar adquisición de señales analógicas en nuestro PC.

En efecto pues, el circuito integrado CM108 es una solución de audio con interfaz USB de muy bajo coste cuyo diseño se ha basado en un único chip, conteniendo en su interior todos los módulos analógicos esenciales incluyendo un doble conversor digital-analógico y etapa de potencia para auriculares, un PLL, un pre-amplificador para una entrada analógica, regulador de 3.3 voltios, así como un transceptor USB.

 

Este chip es muy usado en aplicaciones para convertir muy fácilmente cualquier PC u ordenador portátil en un sistema de sonido y también para hacer llamadas por Internet por VoIP (Skype, Messenger, etc.)

Muchas de las características de este chip son programables bien con puentes o bien a través de una EEPROM externa. Además los ajustes de audio pueden ser mas fácilmente controlados por unas patillas especificáis del chip.

A continuación se destacan algunas de las magnificas carastericticas este chip:

1.      Encapsulado en LQFO de 48 patas.

2.      Configuración de ancho de banda cero para relevar el ancho de banda del bus USB cuando esta esté inactivo.

3.      Soporta los formatos AES/EBU, IEC60958, S/PDIF para datos esterero PCM sobre salida S/PDIF.

4.      Patilla de mute en grabación con patilla de salida para Led de indicación de estado.

5.      Interfaz externo en EEPROM para datos de fabricantes como USB VID, numero de serie.

6.      Función>de escritura>en>EEPROM>por especificación del>c nsumidor final para producción en masa.

7.      VID, PID, y cadena de producto por petición del fabricante.

8.      4 patillas de GPIO>con interfaz de lectura/escritura>vía interfaz>HID

9.      Patillas para configurar el voltaje salida (3.5V o 2.5V).

10.  Patilla para configurar el modo de ahorro de energía (100mA o 500mA, alimentado por el propio Bus USB o>autoalimentado).

11.  Transferencia sincrónica usando modo adoptivo por medio de un PLL interno para sincronización.

12.  Rango de muestreo de 48K / 44. para reproducción y grabación

13.  Función de Mute.

14.  DAC embebido de latas prestación de 16-Bit Audio con salida amplificada de auriculares.

15.  Función de reducción de ruido.

16.  Convesor analógico/digital (ADC) de 16-Bit con preamplificador.

17.  Bloque embebido de encendido en el reinicio.

18.  Regulador de 5V a 3.3V para funcionamiento con 5 voltios.

19.  Compatible con Win98 SE / Win ME / Win 2000 / Win XP y Mac OS9 / OS X sin driver adicional.

 

Pin # Symbol Type Description
1 SPDIFO DO, 8mA, SR SPDIF Output
2 DW DIO, 8mA, EEPROM Interface Data read from EEPROM
PD, 5VT
3 DR DO, 4mA, SR EEPROM Interface Data write to EEPROM
4 SK DO, 4mA, SR EEPROM Interface Clock
5 CS DO, 4mA, SR EEPROM Interface Chip Select
6 MUTER DI, ST, PU Mute Recording (Edge Trigger with de-Bouncing)
7 PWRSEL DI, ST Chip Power Select Pin, worked with MODE Pin
Speaker Mode HSelf Power with 100mA
LBus Power with 500mA
Headset Mode HBus Power with 100mA
LBus Power with 500mA
( H: Pull Up to 3.3V; L: Pull Down to Ground ) >
8 XI DI Input Pin for 12MHz Oscillator
9 XO DO Output Pin for 12MHz Oscillator
10 MODE DI, ST Operating mode select
HSpeaker Mode – Playback Only
LHeadset Mode – Playback & Recording
( H: Pull Up to 3.3V; L: Pull Down to Ground )
11 GPIO2 DIO, 8mA, GPIO Pin
PD, 5VT
12 LEDO DO, SR, 8mA LED for Operation;
Output H for Power On; Toggling for Data Transmit
13 GPIO3 DIO, 8mA, GPIO Pin
PD, 5VT
14 DVSS1 P Digital Ground
15 GPIO4 DIO, 8mA, GPIO Pin
PD, 5VT
16 SDIN DIO, 8mA, ADC I2S Data Input
PD, 5VT
17 ADSCLK DIO, 4mA, SR ADC I2S Serial Clock
18 MUTEP DI, ST, PU Mute Playback (Edge Trigger with de-Bouncing)
19 ADLRCK DO, 4mA, SR ADC I2S Left / Right Clock
20 ADMCLK DIO, 4mA, SR 11.2896MHz Output for 44.1KHz Sampled Data and
12.288MHz Output for 48KHz Sampled Data
21 LEDR DO, SR, 8mA LED for Mute Recording Indicator;
Output H when Recording is Muted
22 ADSEL DI, ST, PD ADC Input Source Select Pin
H: Use external (via I2S) ADC
L: Use internal ADC
( H: Pull Up to 3.3V; L: Pull Down to Ground )
23 TEST DI, ST, PD Test Mode Select Pin;
H: Test Mode
L: Normal Operation
( H: Pull Up to 3.3V; L: Pull Down to Ground )
24 AVSS1 P Analog Ground
25 VBIAS AO Microphone Bias Voltage Supply (4.5V), with a small Driving Capability
26 VREF AO Connecting to External Decoupling Capacitor for Embedded Bandgap> Circuit; 2.25V Output
27 MICIN AI Microphone Input
28 VSEL AI Line Out Voltage Swing Select
H: Line out Vpp> = 3.5 Volts
L: Line out Vpp> = 2.5 Volts
( H: Pull Up to 5V; L: Pull Down to Ground )
29 AVDD1 P 5V Analog> Power for Analog> Circuit
30 LOL AO Line Out Left Channel
31 LOBS AO DC 2.25V Output for Line Out Bias
32 LOR AO Line Out Right> Channel
33 AVSS2 P Analog Ground
34 AVDD2 P 5V Power Supply for Analog> Circuit
35 DVDD P 5V Power Supply for Internal Regulator
36 DVSS2 P Digital Ground
37 REGV AO 3.3V Reference Output for Internal 5V 3.3V Regulator
38 MSEL DI, ST Mixer Enable Select, worked with MODE pin
H: With Mixer / AA-Path Enable (With Default Mute)
L: Without Mixer / AA-Path Disable
( H: Pull Up to 3.3V, L: Pull Down to Ground )
USB Descriptors will also be changed accordingly
39 VOLUP DI, ST, PU Volume Up (Edge Trigger with de-Bouncing)
40 PDSW DO, 4mA , OD Power Down Switch Control Signal (for PMOS Polarity)
0: Normal Operation,
1: Power Down Mode (Suspend Mode)
41 USBDP AIO USB Data D+
42 USBDM AIO USB Data D-
43 GPIO1 DIO, 8mA, GPIO Pin
PD, 5VT
44 SDOUT DO, 4mA, SR DAC I2S Data Output
45 DAMCLK DO, 4mA, SR 11.2896 MHz Output for 44.1KHz Sampled Data and
12.288 MHz Output for 48KHz Sampled Data
46 DALRCK DO, 4mA, SR DAC I2S Left/Right Clock
47 DASCLK DO, 4mA, SR DAC I2S Serial Clock
48 VOLDN DI, ST, PU Volume Down (Edge Trigger with de-Bouncing)

Descripción de las patillas del CM108>

El modulo SL-8850

Si bien en las líneas anteriores se ha visto como el circuito integrado CM 108 es perfecto para el cometido de adquisición de señal, este circuito integrado viene en montaje LFQP lo cual implica una cierta complicación en el montaje y lo más grave: nos arriesgamos a que el circuito no termine de funcionar correctamente.

Una solución mucho más sencilla que realizar nosotros el propio circuito utilizando el chip CM108, es la de utilizar un montaje comercial que útiles dicho chip (en este caso se ha usado el modulo SL -8850 del fabricante Speed Link, pero es obvio que existen otros muchísimos módulos mas realizados por otros fabricantes) y practicar ingeniería inversa con el: es decir estudiar su configuración y modificarlo posteriormente para conseguir nuestro cometido.

El modulo SL-8850 es muy fácilmente localizable por la red y en las tiendas especializadas, tal y como se vera mas adelante el esquema adaptado por el fabricante sigue al pie de la letra la nota de aplicación del fabricante del chip CM-108, siendo además su coste muy bajo (por unos 10 €) y sobre todo nos facilitara mucho nuestro cometido pues ya esta montado, ajustado y probado y por supuesto ¡listo para funcionar!

Aspecto de la placa de circuito impreso SEQ Aspecto_de_la_placa_de_circuito_impreso

Las caracerícticas de este modulo son:

  •         1 entrada mono de micrófono con praemplificador.
  •        2 salida de audio para auriculares.
  •       Conversor de 16-bit A/D.
  •         Rango de muestreo de 48K/44.1KHz tanto para reproducción como para captura
  •     Compatible con USB 2.

El esquema>de este circuito tal y como se había adelantado sigue casi al pie de la letra>la hoja de aplicación del citado circuito>eliminando tan solo la eeprom, los pulsadores para el volumen y de mute, el led de mute y el transceptor de infrarrojos, quedando el circuito prácticamente con las conexiones de los jacks, el conector USB y el cristal de cuarzo.

Además en la serigrafía de la placa los componentes SMD instalados coinciden con los del esquema del fabricante del chip.

 

En la parte superior del esquema esta la parte de alimentación y transmisión a través del bus USB en los pines 41 y 42 por medio de dos circuitos formados por L1,L2,C3 y C4 y las resistencias en serie R1,R2, R3.

Si bien la entrada de micrófono esta conectada de modo estándar, la salida para auriculares es un poco atípica al no incluir condensadores electrolíticos de desacople ni la señal de masa, usando como novedad una patilla especial del chip llamada LOBS (pin31), la cual proporciona unos 2.25 voltios de salida, es decir Vcc/2.

Como experimentalmente se pudo comprobar que la patilla MCIN ( pin 27) puede aceptar niveles de tensión continua y requiere aproximadamente unos 2.2 Voltios de tensión para conseguir el nivel cero de continua, de esta forma casi sin darnos cuenta tenemos en el propio chip todos los componente necesarios para poder hacer mediciones de continua casi sin necesitar un circuito restador externo ( que por otro lado hubiese sido dificultosa ya que necesitaríamos -5v que no podemos sacar del puerto usb).

Dado pues que el circuito integrado ya contiene una referencia externa en la patilla LOBS, lo que intentaremos es utilizar esta como referencia interna de modo que la señal de entrada este referida a esta.

Para este cometido: conectaremos las masas de los jacks entre si y todos a la señal LOBS, después eliminaremos el condensador de desacople C11, el cual sustituiremos por una resistencia de pequeño valor y por ultimo con objeto de proteger la entrada ante señales mayores conectaremos un par de diodos rápidos en paralelo con la señal de entrada (esto es opcional).

Por ultimo conectaremos un condensador electrolítico a modo de filtro entre la masa general y la masa ficticia creada con la señal LOBS.

El esquema final con las modificaciones últimas en trazado rojo, quedaría de la siguiente forma:

Modificación propuesta al SL-8850

Circuito de control

Se podría conectar la señal a medir directamente al jack de micrófono e incluso prescindir de los diodos en antiparalelo que mas a delante se comentaran y el condensador de filtrado de vREF y no necesitaríamos comprar nada mas realizando simplemente las mínimas modificaciones ya apuntadas (eliminando R10y R13 ,substituyendo C11 por R10 y cortando la línea de masa del jack de micrófono que va al interior y uniendo las masas de ambos jacks ) ,pero con objeto de proteger el circuito y añadir bastantes funcionalidades más , se ha diseñado una simplísima red de atenuación ,aislamiento y de desvió basándonos simplemente en un económico conmutador DIP de 16 pines ( 8 microinterruptores) y unos pocos componentes asociados.

Efectivamente con un mínimo coste y poco esfuerzo a nuestro conversor A/D basado en el modulo SL-8850 podemos añadirle las siguientes prestaciones:

·         Protección por sobre-tensión.

·         Protección ante transitorios.

·         Medidas de AC.

·         Diferentes escalas de atenuación.

·         Inyección o entrada de señal.

El circuito como se puede apreciar mas abajo , basa su funcionamiento en 8 microinterruptores contenidos en un mismo encapsulado DIP (se ha elegido este por precio, tamaño y número de conexiones ), y asociado a estos se conectan una simple red de resistencias en forma de divisores de tensión formadas todas por R1 como elemento común y R2,R3,R4,R5,R6 como elementos variables (calculadas todas para una reducción aproximada de aproximadamente 1000,100,50,10 o 50 veces el valor de la tensión a su entrada).

El circuito se completa con un pequeño circuito de protección formado por los dos diodos rápidos en configuración antiparalelo D1 y D2 lo cuales harán las veces de protección frente a sobretensiones y transitorios (debido a que ambos no dejaran pasar un tensión mayor a unos 0.7V) y un condensador C1 para impedir el paso de continua si así se desea (modo AC).

Por ultimo para facilitar la inyección de señales a través de la misma sonda se han conectado los dos últimos interruptores lo cuales o bien conectan la sonda a un canal de la salida de la tarjeta de sonido o bien conectan la sonda a la salida de auriculares o bien conectan esta al jack de micrófono (permitiendo pues que la sonda sirva como medio de adquisición de datos o también parta inyectar señales desde esta misma)

Esquema red auxiliar

Las funciones del conmutador dip de 8 conexiones de izquierda a derecha son las siguientes:

S1 on=escala 1/5 (conexiones 8 y 9)

S2 on =escala 1/10 (conexiones 7 y 10)

S2 on=escala 1/50 (conexiones>6 y 11)

S3 on=Escala 1/100 (conexiones>5 y 12)

S4 on=Escala1/1000 (conexiones>4 y 13)

S5= on medidas cc s5= off medidas ca (conexiones 3 y 14)

S6 on =sonda osciloscopio (conexiones 2 y 15)

S7on =sonda inyectora (conexiones 1 y 16)

Lista de componentes

D1, D2= diodos rápidos de media señal 1N4148

R1=910K

R2=100K

R3=10K

R4=1K

R5=200k

C1=22 nf

C2=10mF/25V

S1 =conmutador DIP de 16 pines (8 micro-interruptores)

Modulo CMI108 (ver texto)

Varios:

1 pequeña placa de puntos

1 cajita sonda (se reutilizó de un bolígrafo linterna)

1 cable usb a usb

1 pinza de cocodrilo

(*)Todas las resistencias de ¼ W>5%

Construcción práctica

Dado que trabajaremos con un montaje en smd deberemos extremar la precaución de no sobrecalentar los componentes en exceso, sobre todo al añadir y eliminar los componentes de no dañar aquellos otros que están cerca o estropear las pistas cercanas, para lo cual nos deberíamos de ayudar de una buena lente y un soldador de 15W o menos con un punta lo mas fina posible.

Una vez desmontada la carcasa de SL-8850, observando muy atentamente la fotografía adjunta así como el esquema final eléctrico, seguiremos lo siguientes pasos:

·         Eliminar resistencias R10, R13.

·         Sustituir el condensador C11 por una resistencia de 1k (puede emplearse R11).

·         Cortar la línea de masa del jack de micrófono que va al interior (pues le conectaremos una nueva masa procedente de LOBS).

·         Hacer un Puente para unir las masas de ambos jacks.

Realizadas estas modificaciones pasaremos a montar la plaquita auxiliar, para lo cual nos basaremos de una pequeña placa de circuito impreso de fibra de vidrio de aproximadamente 100 x 400mm con paso de 2 mm. y siguiendo el esquema de más arriba, seguiremos los siguientes pasos :

  •    Montaremos un pequeño conmutador dip.
  •   Soldaremos el condensador de desacople C1.
  •  Soldaremos los dos diodos en antiparalelo.
  •   Soldaremos las resistencias>por detrás del circuito impreso siguiendo el esquema.
  • Conectaremos la sonda y un cablecillo al que conectemos una pequeña punta de cocodrilo.
  • Conectaremos este circuito con los jacks de entrada y salida con cablecillos .
  • Añadir un condensador electrolíticos de 10mf /50v entre la placa y el SL-8850.
  • Revisado y comprobado con el polímetro que el circuito es correcto, antes de encerrarlo en la caja conectaremos a sonda un cable usb y este a nuestro PC.4
  • Una vez conectada la sonda a nuestro PC, suponiendo que estén instalados correctamente los drivers del SL-8850 empezáremos por configurar este dispositivo de audio como predeterminado a efectos de captura para que el programa tome los datos desde este, para ello en Windows Vista nos iremos a Inicioà>Panel de control>à>Hardware y sonido >à>Sonido>à>Pestaña grabar.>
  • Pulsaremos con el botón derecho sobre el icono de micrófono>“c-media usb-headphone set “y elegiremos>“Establecer como dispositivo predeterminado”.

 

Una vez definida por defecto el dispositivo ‘c-media usb headphone’, nos descargaremos de ProductID=”la Web” w:st=”on” la Web de soloelectronicos ( http://personal.telefonica.terra.es/web/soloelectronicos/home.htm>>) el programa diseñado para esta ocasión llamado “Oscivolt ” (el cual esta escrito y compilado en Delphi 7 por el autor que escribe estas líneas).

Nótese que obviamente puede usarse cualquier otro programa comercial o no que maneje la tarjeta de sonido, pero el programa que se propone además de estar en español, ser gratuito y funcionar sobre Windows Vista (y versiones anteriores), no solo nos mostrara la forma de onda en una pantalla sino también nos mostrara en un display aparte al valor del pico de cualquier señal que introduzcamos.

En teoría solo nos queda descomprimir el paquete en un directorio y ejecutar el programa Oscivolt.exe y si todo ha ido bien se iniciara el programa.

Arrancaremos el osciloscopio pulsando sobre el botón “comenzar/parar” y si hemos instalado el sw correctamente y si tanto el SL-8850 modificado como el circuito auxiliar están bien realizados, desde ese momento el programa debería de marcar la tensión presente en su primer canal : en este caso debería ser sobre los 0 Voltios (debido a las tolerancias de los componentes puede que esto varie, para lo cual deberemos ajustarlo como se describirá mas adelante ) .

 

Para comprobar que el circuito responde bien ,seleccionaremos la ganancia del canal 1 al máximo ( valor 6), conmutaremos la escala 1/1000 ,el offset centrado y la base de tiempos en 4ms/división , ganancia horizontal al mínimo (valor 1) y finalmente seleccionaremos el disparador o trigger en la posición central , simplemente tocando con un dedo la sonda deberíamos ver en pantalla los transitorios producidos .

Dadas las tolerancias de la redes de atenuación aquí empleadas, se hace necesario un ajuste de cada escala en función del valor obtenido en la conversión, para lo cual o nos serviremos de un polímetro digital y una fuente de alimentación variable (o en su defecto de una o varias pilas).

El proceso es muy simple y simplemente se trata de aplicar pequeñas tensión continuas no superiores de 5v , seleccionando la misma escala tanto en el sw del osciloscopio como en la sonda, e ir anotando las lecturas binarias que aparecen en el display ( para ello deberemos pulsar pulsar el botón “Ignorar INI”)

Para cada escala se anotaran tres valores:

Cero> es el valor binario que nos da la pantalla cuando en esa escala tenemos la punta conectada a masa.Valoran>= valor binario que nos muestra el programa.Valordig>= valor de la lectura del polímetro multiplicado por 100.Tipo > pondremos 1 si la magnitud que deseamos que se muestre sea en voltios, 2 si se desea en amperios, 3 en ohmios y finalmente 4 en binario (el valor directo del conversor).

Estos valores se anotaran en el fichero osc.ini debajo de cada escala ([div1000], [div100], [div50], [div10], [div5]) cumplimentando los epígrafes antes comentados borrando el valor por defecto y anotando los nuevos valores.

Para facilitar las cosas si se maximiza la pantalla se mostrara en la parte inferior izquierda precisamente estos valores (que se harán cero si se pulsa el botón ignorar INI).

Como ejemplo si para la escala de 1/1000, obtenemos un valor binario de 128 para los 0 voltios y el valor de 145 para 1,425voltios, deberíamos buscar la sección [div1000] y cumplimentar los campos cero=128, valoran=145, valordig=1425, tipo=1.

…….

[div1000]

Cero=128

Valoran=145

Valordig=1425

Tipo=1

Con ayuda de estos valores en cada escala el programa automáticamente calculara por interpolación lineal el valor y la magnitud final que se mostrará en pantalla.

 

El circuito tal y como se ha descrito funciona bastante bien. Con el dispositivo se hizo una serie de medidas encontrando que la sensibilidad máxima es de aproximadamente +/-120 mV sin el preamplificador de micrófono conectado (si se conectase este ganancia es de aproximadamente de unos +20bB (10x), qué quiere decir seria de unos +/-12 mV, lo cual parece demasiado bajo para objetivos prácticos por lo que no fue probado)

A continuación se describirán las funciones más importantes del sw del osciloscopio:

·         Comenzar/parar: Con este botón encendemos o apagamos el osciloscopio. Un vez este arrancado un led rojo a la izquierda de dicho botón comenzara a parpadear y además aparcera un rotulo debajo de la barra de menús con el cartel “Capturando”

·         Doble canal la sonda propuesta es mono-canal, pero el sw propuesto acepta ambos canales por lo que si se necesitan los dos canales se puede pulsar este botón.

·         On Independientemente de la señal de entrada, si no esta pulsado, la señal siempre vale 0V. Se utiliza muchas veces para ver la posición central de la señal.

·         1/1000 escala para dividir la seña por 1000 (se debe seleccionar el conmutador del circuito también en esta posición).

·         1/100 escala para dividir la señal por 100 (se debe seleccionar el conmutador del circuito también en esta posición).

·         1/50 escala para dividir la señal por 50 (se debe seleccionar el conmutador del circuito también en esta posición).

·         1/10 escala para dividir la señal por 10 (se debe seleccionar el conmutador del circuito también en esta posición).

·         1/5 escala para dividir la señal por 5 (se debe seleccionar el conmutador del circuito también en esta posición).

·         Ganancia vertical modifica la ganancia del amplificador vertical desde 1 hasta 6.

·        Offeset Indica la posición central de la señal tanto para el canal derecho como del izquierdo.

·         Intens Regula la intensidad de las señales.

·         Foco Aumenta o disminuye el grosor de las señales.

·         Escala aumenta o disminuye la luz de fondo de la pantalla

·         Disparador Cambia el nivel del disparo cuando este está en manual.

·         Tiempo Indica cuanto tiempo hay entre cada cuadro de la pantalla

·         11.025establece la escala de tiempos en 4 ms. por división

·         22,050establece la escala de tiempos en 2 ms. por división

·         44,100 establece la escala de tiempos en 1 ms. por división

·         Ganancia horizontal establece la ganancia del amplificador horizontal. Puede variar desde 0 hasta 8.

·         La pantalla tiene unos márgenes no visibles en los cuales la señal se dibuja pero no aparece. Con este botón podemos indicar si queremos más margen en la parte izquierda o en la derecha

·         Menú fichero Nos permite capturar cualquier imagen en pantalla a un fichero para posterior análisis .También nos permite salir de la aplicación.

·         Menú pantalla Nos permite variar el color de la pantalla y presentar o no en pantalla la escala de milisegundos por división.

Manejo básico del osciloscopio

La pantalla Tal y como un osciloscopio normal existen unas marcas en la pantalla que la dividen tanto en vertical como en horizontal, formando lo que se denomina reticula ó rejilla. La separación entre dos líneas consecutivas de la rejilla constituye lo que se denomina una división. Normalmente la rejilla posee 10 divisiones horizontales por 8 verticales del mismo tamaño (cercano al cm), lo que forma una pantalla más ancha que alta. En las líneas centrales, tanto en horizontal como en vertical, cada división ó cuadro posee unas marcas que la dividen en 5 partes iguales (utilizadas como veremos más tarde para afinar las medidas)

Medida de voltajes Generalmente cuando hablamos de voltaje queremos realmente expresar la diferencia de potencial eléctrico, expresado en voltios, entre dos puntos de un circuito. Pero normalmente uno de los puntos esta conectado a masa (0 voltios) y entonces simplificamos hablando del voltaje en el punto A (cuando en realidad es la diferencia de potencial entre el punto A y GND). Los voltajes pueden también medirse de pico a pico (entre el valor máximo y mínimo de la señal). Es muy importante que especifiquemos al realizar una medida que tipo de voltaje estamos midiendo.

Un osciloscopio convencional es un dispositivo para medir el voltaje de forma directa. Otros medidas se pueden realizar a partir de esta por simple cálculo (por ejemplo, la de la intensidad ó la potencia). Los cálculos para señales CA pueden ser complicados, pero siempre el primer paso para medir otras magnitudes es empezar por el voltaje.

En la figura anterior se ha señalado el valor de pico Vp, el valor de pico a pico Vpp, normalmente el doble de Vp y el valor eficaz Vef ó VRMS (root-mean-square, es decir la raíz de la media de los valores instantáneos elevados al cuadrado) utilizada para calcular la potencia de la señal CA.

Realizar la medida de voltajes con el softwareOscivoltes bastante mas fácil que en un osciloscopio convencional ( en el que habría que de contar el número de divisiones verticales que ocupa la señal en la pantalla ajustando la señal con el mando de posicionamiento horizontal para utilizar las subdivisiones de la rejilla para realizar una medida más precisa e intentando que la señal ocupara el máximo espacio de la pantalla para realizar medidas fiables actuando sobre la ganancia del amplificador vertical) pues solo habrá que observar que la escala de medida sea la mas próxima a la magnituda tomar y observar la lectura de pico ofrecida en el display del canal 1.

Medidas de intensidad aplicaremos la ley de ohm, conectando enel circuito en serieuna resistencia de bajovalory de alta disipación con su alimentación.

Como R es conocida y el valor de V nos lo da el osciloscopio, simplemente para saber la corriente que circula por el circuito dividiremos la lectura del voltaje obtenido por el valor de la resistencia conocida.

Es posible configurar el sw para que nos de la Intensidad en Amperios sobre un escala dada, simplemente tomando una muestra con un polímetro, cargando esta en la variable valorbin, anotando también en valoran la lectura binaria y estableciendo la variable tipo a 2.

Medidas de resistencia eléctrica de un modo similar a la medida de la intensidad, aplicaremos la ley de ohm conectando esta vez una pequeña fuente de alimentación en serie con el circuito a medir (se aconseja de un valor de 1.5 voltios pero cualquier otro puede valer a condición de que el valor de la tensión utilizada sea la misma que se empleo para calibrar el instrumento).

Por tanto para configurar el sw simplemente tomaremos una resistencia conocida y la pondremos en serie con una fuente de alimentación y tomaremos el valor binario de esta: el valor en milivoltios obtenido lo cargaremos en la variable valorbin anotando en valoran la lectura binaria y estableciendo la variable tipo a 3 .

Medida de tiempo y frecuencia Para realizar medidas de tiempo se utiliza la escala horizontal del osciloscopio. Esto incluye la medida de periodos, anchura de impulsos y tiempo de subida y bajada de impulsos. La frecuencia es una medida indirecta y se realiza calculando la inversa del periodo. Al igual que ocurría con los voltajes en un osciloscopio convencional, la medida de tiempos será más precisa si el tiempo a objeto de medida ocupa la mayor parte de la pantalla, para ello actuaremos sobre el conmutador de la base de tiempos (actuando sobre los botones 11.025, 22.050 y 44.100). Si centramos la señal utilizando el mando de posicionamiento vertical podemos utilizar las subdivisiones para realizar una medida más precisa.

Medida de tiempos de subida y bajada en los flancos

Las medidas estándar en un pulso son su anchura y los tiempos de subida y bajada. El tiempo de subida de un pulso es la transición del nivel bajo al nivel alto de voltaje. Por convenio, se mide el tiempo entre el momento que el pulso alcanza el 10% de la tensión total hasta que llega al 90%. Esto elimina las irregularidades en las bordes del impulso.

La medida en los pulsos requiere un fino ajuste en los mandos de disparo. Para convertirse en un experto en la captura de pulsos es importante conocer el uso de los mandos de disparo. Una vez capturado el pulso, el proceso de medida es el siguiente: se ajusta actuando sobre el conmutador del amplificador vertical y el y el mando variable asociado hasta que la amplitud pico a pico del pulso coincida la señaladas como 0% y 100%. Se mide el intervalo de tiempo que existe entre que el impulso corta a la línea señalada como 10% y el 90%, ajustando el conmutador de la base de tiempos para que dicho tiempo ocupe el máximo de la pantalla del osciloscopio.

Configuración fichero osc.ini

Todos los controles que presenta este osciloscopio se salvan en forma de parámetros en un fichero llamado osc.ini que se localizara en el mismo path donde este la aplicación .De este modo, al cerrar la aplicación esos parámetros salvan siempre el ultimo estado del osciloscopio de modo, que al arrancarlo nuevamente no haya que modificar otra vez dichos controles

A continuación se detallan los diferentes parámetros que aparecen en el mismo fichero osc.ini

[Mode]

Dual=0 define el funcionamiento en modo monocanal o en modo dual

[Channel1] a continuación se definen todas los parámetros del canal 1 (para el canal 2 se repiten estos mismos parámetros)

Gain=6 ganancia horizontal (de 0 a 6)

ofset=2 valor del offset (desde -160 a 160)

On=1 procesa o no ese canal

[Trigger]

Level=0 nivel de disparo del trigger o diparador

[Time]

Scale=11 escala de tiempos

Gain=10 ganancia base de tiempos

[Screen]

Scale=120 nivel de luminancia luz de fondo

Beam=30 nivel de brillo del foco

focus=1 nivel de saturación

color= clBlack color de fondo de pantalla

[ScreenData]

Time=1 valor base de tiempos

 

Mejoras futuras

Gracias a las nuevas posibilidades que ofrece este circuito para realizar mediciones de magnitud tanto en tensiones continuas como en tensiones alternas (al margen de la presentación de su forma de onda como si de un osciloscopio se tratase) el abanico de utilización de este circuito se abre de un modo casi al infinito solo limitado por la imaginación del lector .

En efecto excepto en sistemas específicamente diseñados para ello, no es muy habitual encontrar sistemas de adquisición de datos de una manera tan sencilla y económica,acercando con este circuito al aficionado campos que hasta la fecha le estaban vedados.

Como pincelada del abanico de posibilidades de utilización de la sonda aquí presentada, en general cualquier magnitud susceptible de ser convertida a una magnitud eléctrica es posible de ser tratada por esta sonda, así podríamos destacar:

  • Captura de tensiones CA/CC: fuentes de alimentacion, centrales de suministro, paneles solares, etc.
  • Captura de intensidad: fuentes de alimentación, seguimiento de consumo eléctrico, etc. ·
  • Captura de resistencia: estudio resistividad material, seguimiento de valores en agricultura, detectores de mentiras, detectores de nivel, etc.
  •  Captura de temperaturas externas: seguimiento de temperaturas en habitáculos críticos como cámaras frigoríficas, control climatización, control temperatura de piscinas, etc. ·
  •   Captura de humedad; estudio de humedad en habitáculos cerrados, estudio humedad exterior, etc.
  •   Captura de luminosidad: estudio nivel de exposición solar, etc. ·
  •   Captura de presión: seguimiento de fuerza /par aplicada en un punto para, balanzas, etc.
  •    Traza, Monitoreo y generación de alarmas en función de señales de entrada diversas ·         etc.

Por ultimo como colofón final es interesante destacar algunos puntos de mejora tanto del circuito como del sw :

Automatización de las escalas de medida: es obvio que las escalas de medida de la sonda y del sw deben estar sincronizadas. Ciertamente el programa a través de puerto paralelo activa un BIT por escala que se podría utilizar para conmutar las escalas. Esto se ha dejado implementado a nivel del programa pero se ha obviado en el circuito final con objeto de simplificar al máximo el tamaño de la sonda.

Aumento de canales de medida: una limitación importante del circuito de la sonda es la de soportar un único canal canal analógica de entrada (aunque el sw soporta dos). Si se requiere esta funcionalidad se podrían emplear conmutadores analógicos y un control remoto por el mismo puerto: de este modo se podría admitir un número muy alto de canales analógicos.

Visualización remota de los datos: para aquellas aplicaciones que así lo requirieran se podría servir los datos aportados por el sw desde otro Terminal remoto.

Alarmas programables : si sobrepasan n umbrales configurados de antemano activar alarmas (sonoras, visuales, por correo electrónico, etc.) según se requisuieran.

Sencilla red doméstica de audio y video


 

Los ordenadores personales y la gran cantidad de dispositivos multimedia existente en la actualidad (consolas de videojuegos, lectores de DVD, receptores de satélite, receptores de TDT, videocámaras, seguridad activa y pasiva, etc.)  han irrumpido progresivamente en nuestra vida cotidiana  y según las previsiones van a  ir mejorando en carastericticas y funciones en una progresión exponencial .Esto al menos en cuanto a los ordenadores se refiere ,pues  existe una ley conocida como  ” Ley de Moore” ,formulada por Gordon E. Moore el 19 de abril de 1965 , que afirma que  aproximadamente cada dos años se duplicará el número de transistores en una computadora ( esto G.E.Moore lo hizo  basándose en  que el número de transistores por pulgada en circuitos integrados se duplicaba cada año ,y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas).
Por ejemplo, como pincelada de la caótica situación actual,  basta observar la meteórica evolución en tecnología, carastericticas, prestaciones y precio sufrida por los lectores de DVD: muy sucintamente primero solo reproducían VCD, después vino el DVD, mas  tarde reproducían MP3, luego reproducían MPEG4, XDIV… ¡y  ahora incluyen entradas de USB/SD/MMC, integran receptores de TDT e incluso capturan en  DIVX!

Se observa pues, que en tecnología, es muy difícil obtener productos estables finales, ya  que el mercado esta ofreciendo muy rápidamente productos que compiten constantemente en prestaciones y precio de un modo que nos sorprende especialmente por el ritmo de crecimiento al que lo hacen. Precisamente por esta razón, quizás se haga interesante en lugar de disponer de tantos aparatos o dispositivos multimedia  como localizaciones se tengan,  estudiar la forma de rentabilizar su uso  sobre   multitud de localizaciones (en lugar de circunscribirse a la localización física del propio dispositivo).Además dada la  infinidad de  aplicaciones  posibles  para estos dispositivos: entretenimiento multimedia, la video-vigilancia, la retransmisión y descodificación de señales, etc.  , podría ser muy interesante en el ámbito domestico compartir dicho potencial que nos ofrecen   dichos dispositivos  entre las diferentes posibles  localizaciones de la vivienda, para lo cual nada más fácil que retransmitir las señales  de audio y video desde la fuente   a cualquier otro dispositivo capaz de reproducir   estas señales (TV, monitor, proyector, amplificador de audio, etc.)

Lamentablemente para nuestro propósito  se necesitan conexiones físicas dedicadas en el ámbito de  audio y video desde nuestro dispositivo a los   dispositivos reproductores, las cuales en ocasiones no son fáciles de realizar en una vivienda (ya se sabe: instalación de canaletas, tendido cables, inclusión de  cajetines, etc.)
Probablemente el lector aducirá que existen en el mercado transmisores de audio/video inalámbricos en la banda de 2,4G que cumplen este requerimiento. Esta solución si bien corrige ciertas deficiencias ,exigen de un transmisor de  video y audio vía radio  y de tantos receptores dedicados como se necesiten ( lo cual encarece terriblemente el resultado final), pero aun así, al menos en las soluciones comerciales probadas para una recepción perfecta,  exigen en la mayoría de las veces  un alcance visual entre emisor y receptor que no siempre es posible de disponer (y además la transmisión no esta libre de interferencias al cruzar objetos entre ambos extremos)
Precisamente para solucionar este problema, se pensó en una solución cableada, pero no siempre es posible realizar un tendido de audio y video por toda una vivienda… ¿existe pues alguna otra solución  posible?

Efectivamente la existe, pues en la mayoría de las viviendas (ya sea una vivienda individual o un edificio de varias viviendas) existe una distribución de antena  bastante normalizada que por lo general se apoya bien en un amplificador multibanda ( en el caso de una única vivienda) o en varios amplificadores dedicados(en el caso de una instalación colectiva) y desde la salida de estos, apoyándose en tantos distribuidores como sea necesario, se llega hasta cada vivienda y allí nuevamente se montaran tantos distribuidores como se precisen para cubrir las habitaciones necesarias.

Esquema distribución señal antena
Estudiando el caso pormenorizado de una vivienda  aislada (ver ilustración), podemos ver pues que  la distribución del tendido interior de antena se asemeja a una típica distribución en estrella, en la que la inyección de una señal en un nodo terminal  debería  llegar a los otros nodos (siempre que permanezcan a la misma estrella).
De este modo,  sí introducimos una señal  de RF suficiente potente mezclada con la de antena que proviene normalmente de una cabecera, deberían llegar también  ambas señales mezcladas a todas las habitaciones disponibles: así pues tenemos el medio físico para distribuir nuestra señal de audio y video en diferentes localizaciones de la red,  en lo que bien puede considerarse un pequeña red de  de videocable (también llamadas redes CATV).

El modulador de RF  Aurel MAV VHF224

Para implementar nuestra red de audio y video la forma mas simple de realizarla es modulando ambas señales en RF para transmitirlas por el mismo medio de transmisión, el cual  en nuestro caso, será la instalación de antena de la vivienda.
Para nuestro modulador de RF podríamos pensar en circuitos discretos con transistores (en la literatura  técnica existen multitud de éstos), pero normalmente el montaje de estos  requiere de instrumentación para el ajuste que no siempre se dispone.
Modernamente  AUREL  ha irrumpido en el mercado con  un modulo de bajo coste  en SMD perfectamente ajustado y calibrado,style=’COLOR:black’> con alimentación única de +5Vdc y listo  para funcionar: el MAV-VHF-224.
Este circuito hibrido  incorpora un ircuito transmisor de audio y vídeo de alta calidad  muy estable en la frecuencia  con un  destacadísimo  alto rechazo armónico, además operando en la banda de VHF  en el canal 12 a 224.5 MHZ de VHF ,la cual  puede ser recibida con cualquier receptor de TV estándar.
COLOR:black; En cuanto a sus  entradas, admite señal de video compuesto estándar PAL a 1.2 Vpp de nivel, ( admitiendo por tanto en su entrada de video directamente señales de videocámaras, cámaras de vigilancia, etc usando los conectores de salida estándar como RCA y SCART)  y respecto a la señal de audio  esta debe tener un nivel de 1 Vpp  y una impedancia de  100Kohm.

Aspecto del MAV VHF 224

 

Esquema y conexiones del MAV VHF-224

Amplificador Booster de RF

Lamentablemente dado que la señal entregada por el MAV VHF-224 es demasiado débil (2mW/75ohmios) para atacar directamente una antena de RF, nos deberíamos plantear amplificar la señal de RF,  bien por medio de una etapa de RF, cuyo ajuste puede ser complejo, o  bien a través de un simple circuito de bajo coste  diseñado específicamente para conectarlo a la salida de RF del MAV VHF224.
El citado  CI hibrido AUREL es el MCA-TX,  el cual no requiere de ningún tipo de ajuste, y es capaz de entregar una potencia máxima en antena superior a 50mW (el equivalente a +19dbm, es decir unos 126dB/µV)  sobre 50ohmios  (con una distorsión de intermodulación de 50db) consumiendo unos 100mA.

 

Aspecto del modulo MCA

 

patilla función
1 +12 voltios
2 Enabled (poner a +12v para funcionamiento normal)
3 Masa
6 style=’FONT-SIZE: 9.5pt;FONT-FAMILY: Arial’>Entrada VHF (proveniente de la patilla 11 del MAV-VHF224)
7 Masa
10 Masa
13
Masa
15 style=’FONT-SIZE: 9.5pt;FONT-FAMILY: Arial’>Salida VHF

Listado conexiones modulo MCA

Esquema interno modulo MCA

 

El circuito

Dado que el MAV 224 contiene toda la electrónica necesaria para la constitución de un modulador de RF, tan solo deberemos alimentarlo con 5V estables, y conectar las señales de entrada de audio  y video  a sus terminales.
En cuanto a la fuente de alimentación, utilizaremos una fuente externa ya montada de corriente continua de unos 12 a  15V filtrados y unos 200mA, pues  el precio de esta es considerablemente mas bajo  que sí lo realizamos con componentes discretos. Lógicamente  si la fuente externa es de 5V filtrada y bien estabilizada podemos obviar el montaje de la parte del regulador  de esta (una vez que la hayamos probado y medido esta con un polímetro).

Si decidimos la realización de la fuente de 5v DC , para la regulación de la alimentación  del MAV dado que su consumo no excede de los 90 mA,  bien podemos emplear como circuito regulador un 78L05 de bajo nivel de ruido o bien utilizar un clásico: el 7805 (en ambos casos obtendremos resultados sobresalientes).
Los condensadores tanto en la entrada del regulador  como  a la salida contribuyen a aplanar la tensión de salida y  son bastantes importantes, pues de estos depende en gran medida que la señal RF pueda tener algún tipo de distorsión y ruido inducido.

Se aconseja muy encarecidamente para evitar posibles errores de inversión de polaridad que pudieran estropear el MAV224 a la hora de alimentar el circuito, conectar un diodo de protección en serie con la entrada de la alimentación del circuito.

Respecto a las conexiones del MAV224, conectaremos a masa las patillas 1, 3,  7 y 10  y  la salida de la fuente de 5v a la patilla 5.
En cuanto a las conexiones de audio, dado que la mayoría de las señales de audio son estero, realizaremos un simple mezclador  formado por R1, C1 y C2 con objeto de componer una única señal que atacara directamente al pin2 del MAV.

Tal y como comentamos en la introducción, el MAV acepta una señal directa sin desacoplamiento de video normalizada (máximo 1.2V pp sobre 75 ohmios) por lo que conectaremos  directamente esta al pin 4.
Finalmente la salida de RF  aunque esta específicamente diseñada para atacar una antena (lógicamente con un limitadísimo alcance), dado su  escasa potencia lo dotaremos de una pequeña etapa booster basado en él modulo hibrido MCA de AUREL

En cuanto a la conexión del circuito booster MCA-TX  a nuestro montaje no puede ser más simple:
Conectaremos las patillas 3, 10, 13 a masa, las patas 2 y  1 a +12v  directos (no es necesario que estén estabilizados pero si conveniente que estén bien filtrados), a través de un circuito  LC   formados por L1y C4/C6, conectando después la salida del MAV-VHF (patilla 11) a la patilla 6 del MCA y finalmente conectaremos a la patilla de salida  15 del MCA a través de un modo un tanto atípico (pero que funciona a la perfección)   al  activo de  la toma de antena colectiva a través de un condensador de desacople sin conexión de masa  (es muy importante obviar la masa en este caso pues los  resultados serán bastante mejores)

Como ultima nota importante, cabe destacar, que si no disponemos  de cableado interior de antena,  el resultado no es satisfactorio si conectamos el activo de la salida de RF a la citada toma de antena, o simplemente no nos  atrevemos a realizar la conexión directa, dada  la gran potencia de salida del MCA, se puede utilizar este montaje en “modo antena exterior”.
Para realizar este montaje utilizaremos el mismo circuito eliminando el condensador de desacople de la salida del booster MCA e instalaremos a la salida  del MCA una pequeña antena de al menos 33cm vertical (puede construirse con una pequeña varilla telescópica ajustada a esa altura o bien simplemente  utilizar un trozo de hilo de cobre rígido)
Lógicamente  los resultados serán mejores si empleamos  antenas “mayores” como puede ser una de 65cm, una de cuernos e incluso una directiva  del tipo Yagui: el resultado final dependerá de las condiciones de trabajo y del entorno (esta claro que estos problemas quedarían minimizados sí lo hacemos a través de una conexión directa)

Lista de componentes

R1 100k ajustable
R2 220ohmios 1/4W (opcional)
C1, C2 22Kpf /100v poliester
C5, C6 100nF/25V poliester
C7 100KpF/100V
L1 Inductancia VK200
D1 diodo silicio 1N4148
D2 diodo LED (opcional)
U1 circuito hibrido MAV-VHF224 (*)
U2 circuito regulador 7805
U3 circuito hibrido MCA (*)
Varios:
2 plaquita circuito impreso premecanizada de fibra de vidrio
4 conectores RCA hembra
1 jack hembra de 3 ½ “(según la salida de transformador de 12v)
1 pequeño transformador que de unos 12v DC 250mA
1 radiador de 20º /W (por ejemplo uno  típico para T03)
(*) Si se tiene dificultad en conseguir estos circuitos híbridos, estos componentes están disponibles en la Web de COELMA (http://www.coelma.es)

 

Montaje

Dada la gran sencillez del circuito, al integrar toda la electrónica necesaria en el interior del circuito hibrido, solo deberemos realizar  la fuente de  alimentación de unos 100mA /5V estabilizados  en un circuito aparte (quizás el lector la pueda reciclar de algún otro proyecto en desuso) y las conexiones del MAV hacia el exterior, por lo que no se hace necesario la utilización de placas de  circuito impreso especificas para el proyecto (aunque se adjunta diseño de estas).

Dada la extrema sencillez y dado que es posible adquirir aparte esta, se aconseja si se requiere   realizar la fuente de alimentación aparte, realizarla en un pequeño trozo de circuito impreso para prototipos teniendo especial cuidado de la serigrafía del regulador (recuerde a la izquierda es la entrada de 12v, el centro la masa y a la derecha la salida de 5v)  y la polaridad de los dos condensadores electrolíticos.
Lógicamente el uso del diodo Led es opcional, aunque conveniente, sobre todo si se desea tener una indicación visual de que el circuito esta funcionando.

Una vez montada la fuente de alimentación la probaremos con un polímetro y procederemos a realizar el resto del circuito en una pequeña plaquita aparte en la que montaremos el MAV.
>Dado lo  frágil de las conexiones del MAV, con objeto de no dañar las patillas se aconseja la utilización de un zócalo de una fila de 12 pines (o recortar uno mas largo hasta lo necesario)
Realizadas  las conexiones de la alimentación al MAV, tan solo hace falta las conexiones de audio /video (desde las cuales se pueden realizar directamente desde el zócalo hasta los propios conectores) y la conexión de salida del MAV a la entrada del MCA.
Por simplicidad  con objeto de no mezclar  módulos y dado que es conveniente el uso de un radiador para el modulo MCA, es interesante realizar las conexiones de este aparte en una pequeña plaquita aparte.
En esta plaquita una vez montado el circuito hibrido, realizaremos la citada conexión de RF a través de un cable coaxial de 75ohmios desde el pin 11 de salida del MAV al pin 6 de entrada de RF del MCA
Después realizaremos las conexiones de masa (PINES 3, 7,10 y 13), conectaremos las conexiones de 12v   (pines 1 y 2) a través de un choque   VK200 y finalmente conectaremos   a través de un condensador de desacople   la salida de RF.
Respecto al MCA, se aconseja conectar un pequeño disipador de 10 a 20º/W y conectar a masa la aleta metálica de esta (lógicamente con cuidado de que no toque los otros pines del c.hibrido)

Por ultimo elegiremos un contenedor de plástico suficientemente ventilado y espacioso para albergar adecuadamente el circuito.
En este fijaremos las placas adecuadamente y practicaremos  5 orificios para albergar las dos conexiones RCA de audio, una para un RCA de video,  un RCA de RF y por ultimo un jack de alimentación.
Finalmente soldaremos los condensadores de desacople de audio y de salida de RF directamente sobre los jack (un extremo ira al RCA y otro ira al coaxial que va a las palcas)

Modo de empleo usando la salida de video de un PC

Normalmente tenemos conectado a nuestro ordenador un monitor  que actúa  como el principal mostrándose en este  el cuadro de diálogo de inicio de sesión al iniciar el equipo (además, casi todos los programas mostrarán ventanas en el monitor principal cuando las abre inicialmente), pero se  pueden seleccionar diferentes resoluciones de pantalla y diferentes configuraciones de calidad de color en cada monitor. Por lo tanto se pueden  conectar varios monitores con adaptadores de vídeo individuales o con un solo adaptador de vídeo que admita varias salidas. Para configurar la organización de varios monitores lo haremos siguiendo los siguientes pasos:

1. Haga clic en Inicio y, a continuación, en el Panel de control.
2. Haga clic en Apariencia y temas y, después, haga clic en Pantalla.
3. En la ficha Configuración, haga clic en Identificar para mostrar un número grande en cada uno de los monitores. Indica qué monitor corresponde a cada icono.
4. Haga clic en los iconos del monitor y arrástrelos a las posiciones que representan cómo quiere mover los elementos de un monitor a otro y, después, haga clic en Aceptar o en Aplicar para ver los cambios.

NOTA: las posiciones de los iconos determinan cómo mover los elementos de un monitor a otro. Por ejemplo, si está utilizando dos monitores y quiere mover los elementos de un monitor a otro arrastrándolos a izquierda y derecha, coloque los iconos uno al lado del otro. Para mover elementos entre monitores arrastrándolos arriba y abajo, coloque los iconos uno encima del otro. Las posiciones de los iconos no tienen que corresponderse con las posiciones físicas de los monitores. Puede poner los iconos uno encima del otro aunque los monitores estén situados uno al lado del otro.
5-Seleccione el monitor secundario  una Resolución baja (640 x480)   y una calidad de color de 8 bits y pulse en la pestaña “Extender el escritorio de Windows a este monitor”, aplique y acepte los cambios.

 

6-A partir de este momento puede arrastrar a la derecha del monitor cualquier ventana y pasara a ser reproducida en el monitor secundario (y por tanto no en el principal)

Una vez conectadas  tanto la salida de audio y video de nuestro  ordenador, el activo de la salida de RF a la toma de antena y alimentado el circuito, se trata de sintonizar su TV en  el canal 12 en su TV o  bien sintonizar manualmente este en la frecuencia de 224,5 Mhz: en ambos casos deberá ver una  imagen en color con perfecta nitidez.

Carastericticas  del circuito

 

Tensión de alimentación: 12V DC
Corriente absorbida: 200mA
Portadora de video: 224,5MHZ(+-75Khz)
Subportadora de audio: 5.5Mhz(+-70khz)
Modulación de video: amplitud negativa PAL en banda base
Sensibilidad de entrada de video: 1.2Vpp como máximo
Sensibilidad de entrada de audio: 1Vpp
Impedancia de entrada de audio: 100k
Potencia de RF de salida (50ohmios): +19dBm

 

Placas circuito impreso y diagrama de conexiones

Placa Fuente y modulador de RF(Lado componentes)
Lista componnetes  Modulador RF

 

C4= 470mF/16V,
C6= 22nF,
U1=MAVVHF224,
U2=7805,
C5=0,22mf/16V
,C6=10nF,
P1=100K vertical

Lado circuito impreso

Placa Booster

Lista Componentes  Booster:
U1=MCA-TX,
L1=VK200

Lado circuito impreso

 

PLANO DE CONEXIONES

 

 

Alternativas y mejoras al montaje propuesto

Aunque  el circuito se ha pensado para conectar la salida de la tarjeta de audio y video de un PC o una  cámara de videovigilancia con audio   a las entradas del MAV, nada impide que las fuentes procedan de un  Euroconector (perteneciente a un video, receptor de satelite, receptor de TDT, reproductor de  DVD, etc.)

Respecto al video, dado que la señal de  video presente el   pin 19 es una señal de video normalizada, tan solo habría que conectarla al pin4 del MAV directamente (tal y como se explico en la introducción)

Respecto al audio desgraciadamente en algunos casos la señal entregada por ambos canales (pines 1, 3 y masa 4) podría ser demasiado baja y por tanto  habría que aumentar el nivel de estos  con un amplificador operacional.
En este caso Aurel nos propone el esquema de mas abajo  con un A.O., en el que,  dado que hay dos señales de audio, se ha diseñado el circuito en modo sumador inversor de dos canales cuya salida se pude ajustar desde  una ganancia  de 2 hasta aproximadamente 12 a través de P1
Esto lo vemos aplicando el concepto de tierra virtual, la tensión máxima de salida cuando p1 ofrezca su máxima resistencia (p1=220k) será:
Vout= VR*(47k+220k)/22k  +VL*(47k+220k)/22k
=(VR+VL)* (47k+220k)/22k
=12.1*(VR+VL)

Sencilla alarma de ventana "con extras"


La función de los medios activos es la de alertar local o remotamente de un intento de violación o sabotaje de las medidas de seguridad física establecidas, constituyendo el conjunto de medios activos lo que se denomina en el argot “seguridad electrónica”.
Dentro de cualquier esquema de seguridad, los detectores son los componentes básicos de éste, ya que estos sonlos iniciadores de la alarma, siendo su principal función vigilar un área determinada, para transmitir una señal al equipo de seguridad, cuando aquel detecte una situación de alarma.

Dichos detectores se dividen, en función de su uso, en detectores de uso interior y detectores de uso exterior, siendo su elección función directa del área a controlar y del previsible agente causante de la intrusión: movimiento del intruso, desplazamiento del detector, presión sobre el detector, rotura del objeto protegido, vibración, etc.
Centrémonos en los detectores de uso interior, (que son los situados en el interior del local, instalación o establecimiento a proteger), éstos en función de su ubicación y de la causa desencadenante de la alarma podemos subdividirlos en detectores “de penetración” y “volumétricos”:

Los detectores de penetración controlan el acceso del intruso a través de las aberturas existentes en las paredes que limitan la zona a vigilar, generalmente sus fachadas.,considerándose “aberturas” tanto los huecos previstos para puertas, ventanas, etc., como las superficies cuya resistencia sea sensiblemente inferior a la usual de la text-underline:none’>construcción (acristalamientos, tragaluces, etc.). Estos detectarán, por tanto, la apertura de los dispositivos practicables, así como la rotura de los elementos constructivos normalmente solidarios al muro o pared, antes de que se produzca la intrusión.
Los detectores volumétricos están diseñados para captar el desplazamiento de un intruso a partir de las perturbaciones que origina dicho desplazamiento en las condiciones ambientales de volumen protegido. Pueden ser interiores (se usan para recintos cerrados) y los de exteriores para la intemperiey su diferencia no está solo en que carcasas han de soportar las inclemencias de la intemperie, (en un caso obviamente sí y en otro no), sino además por la capacidad de distinguir entre las variaciones ambientales (no provocadas por el intruso dando lugar a falsas detecciones) y las situaciones de intrusión real.
Una segunda clasificación de detectores más exhaustiva que la anterior que solo atiendeprincipalmentea la ubicación, se debe a las diferentes formas de sus áreas de cobertura:
Puntuales – Aquellos que protegen un punto, por ejemplo la apertura de una puerta. Básicamente se basan en contactos mecánicos o magnéticos (ampollas reed que describiremos más adelante)
Lineales -Aquellos que protegen una línea de puntos, por ejemplo, un pasillo. Pueden construirsebasándose en lainterrupción de una barrera infrarroja (o láser)o simplemente por el contacto entre hilos.
Superficiales Aquellos que protegen una superficie, por ejemplo, un cristal. Se construyen en base a varias tecnologías:

  • INERCIALES: Su funcionamiento se basa en la detección de las vibraciones de las superficies (vidrios, muros, vallas, etc.), mediante un sensor que en su interior dispone de elementos móviles que al producirse la agresión abren y cierran los contactos eléctricos.Los más comunes son los contactos de péndulo pero también existen sensores de mercurio (consistente en une pantalla de vidrio conteniendo mercurio en su interior y en la que están inmersos los terminales del circuito detector ejerciendo como un contacto normalmente cerrado) y también merece la pena citar a los de esfera consistentes en una masa metálica, esfera, soportada por unas guías conectadas a estas los contactos.
  • PIEZOELECTRICOS: También llamados sísmicos. Transforman las vibraciones mecánicas en una señal eléctrica a través de una cápsula piezoeléctrica, similar a las utilizadas en los micrófonos, que después de la ampliación y filtrado producen la señal de alarma. La sensibilidad de los detectores es regulable y en todo caso los detectores se fabrican de tal forma que las vibraciones ambientales no les influyan al objeto de evitar las falsas alarmas. Se usan en muros, cámaras acorazadas, cajas fuertes y lugares de alto riesgo, con idea de que la detección se dé al inicio del intento de intrusión.
  • ALFOMBRAS DE PRESION: Están construidas por láminas o placas metálicas que entran en contacto al ser presionadas por el peso de la persona cerrando el circuito que forma. En su ventaja está que son baratas, pero con el inconveniente de su escasa duración y posible vulnerabilidad si se conoce su existencia.
  • REDES CONDUCTORAS: Dispositivo de protección basado en la aplicación de una cinta o red conductora (adherida o embebida) a cualquier tipo de superficie, de tal forma que no pueda producirse el paso de una persona sin provocar la señal de alarma. La cinta se conecta al bucle de alarma manteniendo una continuidad eléctrica que cuando se pierda, por rotura o por puente eléctrico, entre ambos lados del bucle, se produce una situación de alarma. En zonas acristaladas, la disposición de la cinta suele hacerse por recorrido de su perímetro en cristales normales formando recorridos paralelos a distancias menores de 15 cm. También tiene aplicación en muros de cámaras acorazadas con los inconvenientes de un coste elevado y dificultad de implantación.

Volumétricos -Aquellos que protegen un volumen, por ejemplo, una habitación. Dependiendo del principio de funcionamiento distinguiremos los siguientes:

  • MICROONDAS: También conocidos como “radares”, emiten energía electromagnética, a una frecuencia normalmente de 10 Ghz, que tras rebotar y reflejarse en las paredes del recinto protegido, alcanza la etapa receptora. Si en el recinto no hay ningún movimiento, las frecuencias de las señales emitidas y recibidas son las mismas. Sin embargo si en el recinto hay algún movimiento (intruso), parte de la señal que llega al receptor posee diferente frecuencia que la que lanzó el transmisor. Esta diferencia de frecuencia es la que hace provocar la alarma y enviarla al cuadro de control del sistema. Los microondas están formados por un solo transmisor/receptor. Su aplicación goza de gran efectividad y sensibilidad, siendo el campo de cobertura de una gran variedad de formas, alcance y ángulo de cobertura según el modelo utilizado. En instalaciones de alta seguridad, se utilizan detectores dotados con sistema de antienmascaramiento, es decir, disponen de una salida adicional de alarma que se activa en el caso de tapar con elementos no permeables al microondas.
  • ULTRASONIDOS: Basan su funcionamiento en el efecto Doppler, mediante la emisión y recepción de ondas ultrasónicas (entre 22 Khz y 45Khz). Básicamente están formados por: un transmisor de ultrasonidos, un receptor de ultrasonidos yun circuito de controlque procesa las señales.
  • INFRARROJOS PASIVOS: Todos los cuerpos emiten radiaciones infrarrojas si están a una temperatura superior al cero absoluto (-273 C). Esta propiedad ha llevado a diseñar elementos que traduzcan la energía térmica en respuesta eléctrica para detectar presencia de intrusos en recintos protegidos. El funcionamiento de los infrarrojos pasivos es el siguiente: Es un detector que dispone de un sensor piroeléctrico, que genera en sus bornes una débil corriente cuando recibe una variación de radiación infrarroja, y que su principio se utiliza para detectar la presencia de un intruso que emitiendo señales infrarrojas, puede modificar la cantidad de infrarrojos recibidos por el captador en relación a la cantidad emitida por el entorno ambiental. Este detector vigila el campo infrarrojo del local en donde se encuentra instalado. Una variación suficiente en amplitud, en velocidad y en duración de este campo provocará la alarma. Son pasivos porque no emiten ningún tipo de señal. Por ello pueden instalarse tantos detectores como se considere aconsejable en un mismo local, sin riesgo de interferencia entre ellos. Solo requieren el ajuste de su orientación, con el inconveniente de que pueden producir falsas alarmas debidas a pequeños animales y sus prestaciones dependen mucho de la temperatura ambiental.
  • DE SONIDO:  Detectan sonidos que superan un cierto nivel de amplitud. Estaba prácticamente en desuso, debido a que solo debían instalarse en recintos dispuestos con un excelente aislamiento, pero modernamente gracias al procesado digital de señales existen sensores específicos para la detección de determinados eventos (por ejemplo la rotura de un cristal)
  • DE LUZ: Detectan niveles de iluminación en recintos cerrados sin entrada de luz exterior. Prácticamente en desuso.
  • CAPACITIVOS: Captan la proximidad de un intruso a un objeto metálico ya que varía la constante dieléctrica del ambiente y por tanto la capacidad eléctrica entre el intruso y la tierra de referencia. Son muy selectivos, pero con el inconveniente de que necesita una instalación muy cuidadosa y pueden producir falsas alarmas por interferencias radioeléctricas. Utilizados especialmente para la protección de muebles u objetos metálicos susceptibles de ser aislados eléctricamente. El equipo se adapta a las características del objeto protegido mediante un conmutador que permite variar el campo de capacidad.
  • COMBINADOS O DE DOBLE TECNOLOGÍA: Utilizando dos tecnologías independientes, están acoplados entre sí y poseen una sola salida de alarma. La alarma se produce pues cuando se disparan dos tecnologías.Las tecnologías que suelen utilizarse sonlos ultrasonidosconinfrarrojos pasivo o microondas con infrarrojos pasivo.Para saltar la alarma se tienen que disparar las dos, y para evitar falsas alarmas, se utiliza la conexión AND. En el caso de proteger recintos de alto riesgo se suelen conectar en tipo OR, es decir la alarma se activará cuando detecte alguna de las dos .

AMPOLLAS REED

 

Son dispositivos compuestos de dos piezas enfrentadas, compuestas por dos láminas metálicas flexibles dentro de una ampolla de cristal al vacío que forman un contacto normalmenteabierto (aunque también existencon contactos normalmente cerrados eincluso de 3 contactos: 2 normalmente abiertos y 2 normalmente cerrados compartiendo un hilo común)y a cuyos extremos están soldados los hilos que se utilizaran dentro del bucle de detección.
Esta ampolla reed se completa con un imán permanente cuyo campo magnético ejercerá una fuerza magnética sobre los citados contactos cuando ambas piezas están enfrentadas. De este modo si se modifica la situación relativa de las mismas el campo magnético dejará de ejercer su acción sobre los contactos cerrándose o abriéndose según sea de tipo N.A. o N.C (este cambio pues puede considerarse como una alarma).
Vemos pues como el conjunto ampolla-reed e imán permanentetienen una utilidad ostensible para detectar la apertura de puertas, ventanas y desplazamientos de objetos portátiles, instalándose la pieza que contiene los contactos en la parte fija y el imán en la móvil.
Estas ampollas son la pieza estrella en las instalaciones de alarmas por sus múltiples ventajas: simplicidad de instalación, su bajo costo, bajo nivel de falsas alarmas (por tanto alta fiabilidad), larga vida útily bajísimo manteniendo (recordemos que los contactos están al vacío y además normalmente circula muy baja corriente por ellos).

Comercialmente el conjunto ampolla reed-imán permanente se distribuye encapsulando ambas en su forma mas simple sobre dos pequeñas cajitas dejando orificios para su sujeción con tornillos o remaches sobre el elemento a proteger.

Una forma más ingeniosa es integrar ambas partesdentro del propio marco de puerta o ventana a proteger, pero obviamente esto puede requerir de una instalación más compleja aunque de este modo quedan totalmente desapercibidos.
Estos contactos reed, presentan no obstante, el inconveniente de que podría producirse la intrusión a través de la zona protegida, puerta o ventana, sin necesidad de abrirla, por ejemplo a través de ella.

EL CIRCUITO

Puesto que las ventanaso puertas son elementos de una vivienda muy sensibles a la intrusiónse ha pensado un circuito de protección de estos elementoslo mas fiable posible, que al mismo tiempo sea simple y sencillo de construire instalar
Para este cometidopor su alta fiabilidad, bajo costo  y fácil instalación se ha decidido el uso de contactos reed como detectores de penetración puntuales.
Dado que nos apoyaremos en ampollas reed para formar el bucle de alarma y estas son circuitos normalmente abiertos (cerrados ante la acción del campo magnético), el bucle de alarma se constituirá por ampollas reed en serie (tantas como se precisen)
Como en todo circuito serie, ante la interrupción de un solo elemento, el circuito quedará abierto (debiendo ser esta la condición de alarma), para lo cual necesitaremos un elemento que nos invierta la citada condición (al trabajar en modo inverso puescerrado o VBATes no alarma y abierto ó 0 Vol.es alarma).
Para este cometido se ha utilizado un simple transistor NPN de baja potencia y bajo coste: el BC 547B trabajando en modo conmutación,de modo que cuando el bucle esta cerrado la redde protección R4, R6 y R5 aseguran la saturación de Q1por la baja corriente (aprox. 2mA) proporcionada a la base de Q1 hasta que se interrumpaS2 o S3, el cual pasara al corte (ya que dejará de haber tensión en su base).

Con este pequeño circuito pues vemos que según se abra o no la red de sensores, en VCE tendremos una tensión de mandodirectamente dependiente del estado del bucle de alarmas:
S2 o S3 abiertos VCEaproximadamente VBAT
S2 y S3 cerrados Q1 en saturación VCE aproximadamente 0 Vol.
Aún contando con el circuito de Q1 y sus anexos de una función directamente proporcional al estado de la red de sensoresexiste una seria condición que debería cumplir cualquier circuito de alarma: el enclavamiento.
En efectosise interrumpe el bucle de alarma seria deseable que el circuito quedara en condición de alarma aún cuando se vuelva a cerrar el circuito (es decir, desaparezca la fuente que ha provocado la alarma), de esta forma el usuario se perciba de la condición de alarma y proceda a reponer el circuito para dejarlo otra vez preparado para la detección de un nuevo evento de alarma.
Para conseguir el citado enclavamientose ha optado por utilizar un style=’mso-bidi-font-size:10.0pt;>tiristor de baja potencia y bajísimo coste: el 2N5061
Este tiristor se comporta en corriente continua como un circuito abierto o “corte” donde la resistencia entre el ánodo y cátodo esmuy elevada hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corrientedenominada corriente de puerta (si se cierra el interruptor S2 ó S3 )pasando a estado de conducción (llamado también “de cebado”) comportándose como un diodo en polarización directa (donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja ) pero con una peculiaridad muy notable : se queda conduciendo y se mantiene indefinidamente así (aún eliminando la tensión de puerta ) a nos ser que se cumpla alguna de las siguientes condiciones:
-El voltaje VBAT debe ser reducido a 0 Voltios (es decir si se suprime la alimentación del circuito)
-Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristor seguirá conduciendo hasta que por él pase una cantidad de corriente menor a la llamada “corriente de mantenimiento o de retención”, lo que causará que el tiristor deje de conducir aunque la tensión VG  (voltaje de la compuerta con respecto a tierra  no sea cero).

Como puede verse el circuito presentado más arriba con un solo tiristor es perfectamenteutilizablecon la condición de que los sensores esténabiertos ante la acción del campo magnético (es decir en condición de trabajo cerrado: NC).Como peculiaridad destaca que el circuito de protección ahora no es un lazo cerrado, sino un circuito abiertoque se cierra solo en condición de alarma.
Dado que es bastante difícil y altamente costoso encontrar estos sensores NC, este circuitolo reemplazaremospor el siguiente circuito(resultado de launión de ambos circuitospropuestos) que utiliza esta vezcon sensores magnéticosnormales N.A.

El circuitotal y como puede apreciarse consta de un transistor Q1 que trabaja en modo conmutación en cuyo circuito de colector hemos conectado un tiristora través de una simple red RCformada por R2 y C1.
Normalmente si S2, S3 permanecen cerrados, Q1 permanecerá saturado no circulando corriente por R2 con lo que el tiristor permenecera abierto (o en estado de no conducción).
Si eventualmente se abre S2 o S3 , dejara de haber tensión en la base de Q1 ,pasando este al corte circulando corriente ahora por R3 y R2 pasando el tiristor a estado de “cebado” permaneciendo así aun cuando S2 y S2 vuelvan a estar cerrados y en consecuencia Q1 vuelva a pasar a la saturación.
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CONSTRUCCION PRÁCTICA

Dado lo sencillo del circuito se aconseja la construcción de éste en una pequeña placa de circuito impreso de puntos en la que incluiremos todos los elementos activos y pasivos del esquema (incluyendo el zumbador que también tiene polaridad) poniendo especial cuidado en la serigrafía de los semiconductores y la polaridad del único condensador.


De este circuito tan solo irán 4 conexiones al exterior: dos serán para el bucle de alarma (al que conectaremos todos los sensores que se vayan a usar en serie) y los otrosdos son para la conexióna la pila, la cual deberemos prestar atención especial respecto a la polaridad, y entre las que conectaremos en serie un interruptor para la activacióny desactivación del circuito.
En cuanto a los sensores bien pueden ser simples interruptores (su colocación puede que sea un poco más compleja), cinta conductora o por ultimo pueden ser sensores magnéticos basados en ampollas reed.
Estos últimos sensores pueden ser adquiridosdirectamente en las tiendas del ramo como conjunto (loshay de superficie o para empotrar) o bien puedeconstruírselos uno mismo con un simple imán permanente pequeño para el lado móvily una pequeña ampolla reed fijo (la cualpuede adquirirse por separado a un precio mucho mas económico) para el ladomóvil. Obviamente, dado lo frágil de esta ampolla, cubriremos ésta con pequeño macarrón de plástico y tendremos especial cuidado soldando los hilos a ésta.
Esta última solución si se dispone de los imanes permanentes es quizás más aconsejable si se cuenta conun presupuesto reducido y deseamos instalar varias unidades (el precio del conjunto bajara considerablemente).

IINSTALACION DEL CIRCUITO DE PROTECCION

Tal y como ya se ha comentado,está constituido por un circuitoserie de interruptores magnéticos y/o cinta conductora encolada en las superficies internas de los vidrios de las ventanas.
Los interruptores magnéticosse colocarán en la parte no móvil de la ventana, instalándose los imanes sobre los paños móvilesde modo que cuando la ventana esté cerrada ambas partes estén perfectamente alineadas.
Lógicamente por cada hoja de ventana (al menos que no sea posible el movimiento de alguna) debería colocarse una parejacontacto magnético e imán permanente, conexionado los hilos de cada interruptor en serie.
Adicionalmente puede instalarse una cinta conductora para ofrecer una mayor seguridad (en caso de rompimiento).
Esta se adhiere cruzando el vidrio o en torno a esteconectando después los dos extremos a los contactosfijados en el marco de la ventana, de modo que si esta fuese forzada por un intruso, la cinta se rompería e interrumpiría el circuito haciendo sonar la alarma.
Además de los interruptoresmagnéticos, existen interruptores mecánicos que pueden emplease, si bien su instalaciónpuede ser sumamente mas compleja.
Dado el bajo consumo de la instalación aunque pueden instalarse tantos interruptores serie como se precise salvando la distancia que se requiera, dado lo engorroso del cableado, puesto que el circuito es autónomo y muy económico es muy interesante instalar cada pequeño grupo de ventanas (por ejemplo por salas o habitaciones) con un solo circuito.
Por último el cableado de los sensores puede ser la mínima sección ya que la corriente que circulara por estos apenas llegara a los 2mA.

LISTA DE COMPONENTES

C1=Condensador electrolíticode 100mF /10V
Q1 = Transistor NPN BC547B
R1, R2 =Resistencias de 100 ohmios ¼ W 10%
R3 = Resistencia de 10Kohmios ¼ W 10%
R4= Resistencia de1Kohmios ¼ W 10% 1′
R5, R6= Resistencias de >2K2 1′>¼ W 10%
SCR1=Tiristor2N50615′
Varios:
BZ1=Zumbador miniatura de 10V
S1=interruptor miniatura
S2, S2, etc.-
ampollas Reed (con sus imanes correspondientes) tantas como se precisen
Pila de 9v
Conector pila de 9V
Cajade plástico, placa de circuito impreso, etc.