MC33064/MC34064: Sensor de baja tensión

Este sensor está muy lejos de ser un producto nuevo en el mercado, pero es un dispositivo muy útil, empleado en los sistemas electrónicos basados en microcontroladores, en particular, orientado a dispositivos que deben trabajar por sobre los 5Volts. Por debajo de una tensión “ajustada en fábrica (4,59V)”, el MC33064/MC34064 activa un terminal de salida que puede ser utilizado para múltiples propósitos y el más empleado, en circuitos embebidos, es para activar las funciones de RESET de un microcontrolador. Por supuesto que este dispositivo brinda posibilidades de acceder a muchas aplicaciones más, pero en este artículo trabajaremos con él como un sensor de bajo voltaje, ideal para sistemas basados en microcontroladores. Si a medida que avanza el artículo las cosas se complican, no te asustes y continúa, el final puede ser inesperadamente lógico.

Para evitar “un estado indefinido”, en algunos comparadores de tensión existen los circuitos que poseen histéresis y en este caso, trabaja de la siguiente manera: cuando en la entrada de tensión (Input) descendemos a menos de 4,59V el comparador cambiará de estado y cuando subimos por encima de 4,61V hará lo mismo, pero a la inversa. Cuando tenemos en la entrada más de 4,61Volts el transistor interno del MC33064 no conduce y en el pin RESET tendremos tensión (estado alto), provista por una resistencia de polarización (pull-up) externa. En cambio, cuando la tensión (Input) desciende a menos de 4,59Volts, el circuito “satura y pone a conducir el transistor interno” y la tensión en el pin RESET se hace cero (Colector y Emisor se cierran “casi” como un interruptor ¿recuerdas?). Observa que los acontecimientos no ocurren en 4,6Volts sino entre dos valores separados, para evitar el antes mencionado “estado indefinido”. Si lo hicieran en 4,6Volts, el circuito estaría cambiando de estado en forma permanente, sería un intermitente subiendo y bajando. Por este motivo, “debe bajar por un lado y subir por otro”. ¿Más fácil aún para comprender? Veamos un gráfico.




Para comprobar este funcionamiento, haremos entonces una pequeña placa para colocarla en la entrenadora NeoTeo y acompañarla de un sencillo programa (que encontrarás al final del artículo) para utilizarlo en la entrenadora, con el LCD de 20 caracteres, y que permita variar la tensión desde 0 a 5Volts, con un pequeño resistor variable (preset). Lo que haremos entonces, será variar la alimentación al MC33064, observar el comportamiento del pin RESET de este dispositivo “al pasar por los puntos mencionados en la hoja de datos del circuito integrado” y en función de ese cambio de estado, encenderemos un LED en el pin RC6 de la placa entrenadora. Toda la variación de tensión será vista en el LCD y allí agregaremos algunas leyendas de texto y otras funcionalidades al sistema. Por ejemplo, marcaremos el sector de tensiones donde se produce la histéresis (también llamada “ventana”) encenderemos un LED verde cuando estemos por encima de esta “porción” y uno rojo cuando estemos por debajo. Cuando estemos dentro de la ventana se encenderán los dos LEDs y el auxiliar, en RC6, que lo hará gobernado por el MC33064, mientras que a los dos de nuestra pequeña placa de ensayos, los manejaremos por instrucciones en el programa. Todo esto, tan lindo, prolijo y colorido ¿se cumplirá en la práctica real?

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MMA153F: Sensor Magnético de Giro (180 grados)

Las estrellas fulgurantes de estos tiempos, cuando hablamos de sensores de posición y/o desplazamiento, son los que utilizan medios magnéticos de detección, a partir de un imán permanente móvil y un circuito integrado, encargado de interpretar el movimiento del imán. MultiDimension Technology Co., ha lanzado a la venta el MMA153F, un sensor de rotación que posee cualidades que otros competidores, de su misma gama, no ofrecen. Este sensor de giro está diseñado como para entregar en su salida una señal senoidal con una amplitud de hasta el 80% de la tensión de alimentación y es capaz de cubrir una rotación completa de 180 grados, con un consumo ultra-bajo de 7uW. Sin dudas, un sensor para tener en cuenta en tus futuros desarrollos.

La tecnología TMR, utilizada en los MMA153F, se componen de dos capas magnéticas ubicadas una a cada lado de una barrera aislante. Una capa ferro-magnética es “fija" (pinned layer) y no es afectada por el campo magnético externo, mientras que la otra, es una "capa libre" (free layer) que adquiere la magnetización externa y busca alinearse en forma paralela al campo magnético aplicado. Debido a esto, el efecto TMR produce una resistencia que es proporcional a la diferencia relativa entre las orientaciones de magnetización entre las capas fijas y libres provocando de este modo, que la salida del sensor proporcione una medida de la orientación del campo magnético. En una aplicación típica para “sensar” el giro de un eje, el campo magnético externo es producido por un pequeño imán cercano a la superficie del MMA153F y separado, como mencionamos antes, por una pequeña distancia denominada “entrehierro”. Con esta configuración mecánica, la salida del MMA153F se puede utilizar para proporcionar una medida del ángulo de rotación, la velocidad de la misma y la aceleración del eje.

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Electrónica Básica: Previo de audio con CD4069B

Entre las cosas interesantes que se suelen ver a menudo en la electrónica de consumo, es el modo en que los ingenieros exprimen al máximo sus recursos y logran crear circuitos muy sencillos, en ocasiones con componentes que en su concepción original, fueron ideados para cumplir funciones muy diferentes. Observa como este séxtuple inversor CMOS CD4069B (exacto, un circuito lógico - digital) puede trabajar como un eficaz previo (pre-amplificador) de audio de alta calidad y aprovechando que estamos trabajando con sonido, nada mejor que verlo en acción, incorporado en un sencillo indicador de nivel de audio. ¿No lo conocías? Sorpréndete

La alimentación que hemos propuesto para energizar todo el dispositivo parte de una batería de 9Volts y las realimentaciones utilizadas en las “etapas de amplificación” (¿no suena extraño, sabiendo que estamos hablando de un circuito lógico – digital?) son hechas con simples resistencias de carbón de 470K acopladas entre sí por una resistencia de 1K. Para aquellos teóricos / estudiosos que deseen comprender mejor las ecuaciones y los cálculos relacionados con la ganancia de cada etapa e incluso, si desean ver más aplicaciones con este tipo de inversores CMOS (conversores A/D, Osciladores, Filtros Pasa-Bandas, etc.), al final del artículo dejamos un enlace de descarga a un excelente material teórico con el que podrán avanzar más en los diseños y sus estudios. Nuestra meta hoy es amplificar un micrófono a condensador (electret), divertirnos con ello mientras construimos un PCB (que también te facilitamos el PDF para realizarlo) y armamos un indicador de nivel de audio con entrada por micrófono, con una entrada adicional para cualquier aplicación que requiera de un indicador de nivel. Aquí tienes el circuito completo.

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Prácticas con LED (Del dicho al hecho)

En las entregas anteriores, referidas a diodos electro-luminiscentes (LED) y a los métodos de conexión y uso, faltó algo que suele ser fundamental para muchas personas durante sus primeros pasos, dentro de la Electrónica Básica: las imágenes. Ver como los LEDs pueden encender, no sólo en la teoría sino también en la práctica. Por lo tanto, este artículo tendrá mayor contenido de imágenes activas que texto escrito. Haremos un repaso de toda la teoría vista hasta aquí y comprobaremos con nuestros propias manos y ojos, el inicio de la enorme cantidad de aplicaciones que podemos lograr con esta fuente de luz, el LED, que llegó para acompañarnos hacia el futuro.

Tal como te anunciamos en el encabezado, esto será muy poco texto escrito y mucha acción electrónica. Iniciaremos la secuencia de video con explicaciones donde se detallan los circuitos más elementales, las tensiones que ¿deben? tener los LEDs para funcionar, algunos métodos naturales (que la mayoría utiliza) para comprobar los LEDs, luego realizaremos los ajustes de la corriente que circulará por el LED en relación a la selección de resistencia limitadora y también veremos como activar un LED con un transistor como si fuera una llave (Encendido – Apagado). Todo está en los videos. ¿No has podido entenderlo en la parte teórica? ¡Mira la práctica y descúbrelo! Esto es sólo el comienzo. La próxima entrega, te mostrará estas prácticas aplicadas a una señal luminosa indicadora, que a muchos llamó la atención en un video casual, incorporado en el artículo anterior. No te pierdas detalles. Aquí vamos.

TL431: Zener ajustable desde 2,5Volts a 36Volts

Entre los componentes electrónicos que encontramos dentro de las actuales fuentes de alimentación conmutadas, existe uno muy enigmático, de difícil evaluación, para conocer su verdadero estado de funcionamiento, y del que las hojas de datos ofrecen poca información, más allá de mostrar que se trata de un circuito integrado. Además de saber que el TL431 (conocido con otros prefijos; según el fabricante) es un Adjustable Precision Zener Shunt Regulator los textos no suministran demasiados indicios de cómo evaluar y, en el mejor de los casos, utilizar en forma práctica este componente. Y como todo dispositivo “misterioso”, en una falla y ante la duda, termina siendo reemplazado por uno nuevo. No tires más el dinero a la basura y aprende a sacar ventajas de este interesante Zener Ajustable de Precisión.

El TL-AZ-LM…431 es un regulador Shunt ajustable con todas las características que puede tener el mejor diodo zener tradicional y que la mayoría conoce. Pero antes de hablar de este circuito integrado tan popular, vale hacer una breve reseña para aquellos que no conozcan a fondo el funcionamiento de un diodo zener, es decir, hagamos un poco de electrónica básica. Su aspecto suele ser el mismo que el de un diodo tradicional, pero su funcionalidad no se basa en dejar circular la corriente en un sentido e impedir este procedimiento en el sentido inverso. Si recordamos el diodo tradicional, este consta de dos materiales semiconductores unidos, donde cada material posee características particulares (infusiones). Uno está “dopado” (tiene abundancia) con electrones libres y forma la región N del diodo, que en la práctica conocemos como Cátodo. En forma universal, en los circuitos, se suele encontrar representada con la abreviatura K. Ése es, en la práctica, uno de los terminales del diodo que, como característica distintiva posee una raya o línea de indicación, para decirnos: “yo soy el cátodo”. La otra región está también realizada como una aleación con un material que posee falta de electrones o, lo que es lo mismo, abundancia de huecos o lagunas. Éste es el terminal conocido como Ánodo. Cuando estos materiales se unen por primera vez, existe un pasaje de electrones hacia el material carente de ellos hasta que se forma una zona de equilibrio y la corriente deja de circular o se hace despreciable (siempre puede existir, debido a agitación térmica, variación de temperatura, etc.) y a esta condición se la puede considerar como de equilibrio térmico.












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A correr con Android y App Inventor

Si ya quemaste algunas calorías en bicicleta, con la aplicación Android que te dejamos en las entregas anteriores, te invitamos a que te pongas un calzado deportivo cómodo y te subas a la cinta de correr para disfrutar de esta utilidad que hoy te acercamos. Utilizando el mismo hardware podemos agregar la opción de detección de pasos (movimiento en otro eje), contarlos y calcular así las calorías consumidas, la velocidad desplegada, y la distancia total caminada en el tiempo que dure el entrenamiento. Con el mismo circuito ya utilizamos una bicicleta, ahora podemos caminar y además, jugar con la electrónica ¡A disfrutar de Android y la buena salud!

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