Datalogger de temperatura con 18F2550 (II)

Luego de varios días de acumular bytes en la memoria EEPROM 24C64, ha llegado la hora de descargar todos esos valiosos datos al ordenador y comprobar si todo ha funcionado según lo esperado. Para descargar la información almacenada en la memoria del datalogger utilizaremos la conectividad USB que nos ofrece el PIC 18F2550 y una sencilla aplicación realizada en VB6 para facilitarnos la tarea. Hasta ahora todo fue un trabajo silencioso de adquisición de datos, aquí comienza la verdadera acción y la obtención de los beneficios que nos brindará el datalogger.

Al sistema que hemos visto en el artículo anterior le hemos suprimido la alimentación mediante la conexión USB al ordenador y le hemos agregado al montaje una pequeña fuente de alimentación construida especialmente para protoboard. Con una entrada de 12Volts a partir de una pequeña fuente de pared y dos reguladores fijos, obtenemos una construcción muy simple y efectiva. Un 7805 (5Volts) y un AZ1117 (3,3Volts) en una pequeña placa de menos de 5 centímetros por lado resumen una fuente de energía pequeña y fácil de incrustar en cualquier zona del protoboard. En nuestro caso, hemos elegido un rincón libre donde no moleste para trabajar con libertad y, por sobre todas las cosas, para que no afecte a las lecturas de temperatura del STCN75. Como mencionamos antes, dos reguladores, algunos capacitores, un par de LEDs indicadores de tensión de funcionamiento y allí tenemos nuestra fuente de alimentación para protoboard. De este modo, con una sencilla fuente de pared y un módulo muy fácil y rápido de instalar en cualquier punto del protoboard, resolvemos el tedioso trabajo de armarle a cada desarrollo una fuente incorporada dentro del experimento para usarlo de modo autónomo y ambulante.

El programa que hemos preparado consta de muy pocas partes, todas muy importantes. En un sector destacado encontramos un cuadro de texto donde se exhibirán los datos recuperados cual si fuera un listado inmediato que podemos analizar allí mismo sin mayores recursos que la observación del texto mostrado. En el sector derecho encontramos tres botones. El primero (superior) se activa al establecer conexión USB entre el ordenador y el datalogger. Este botón, al activarse, nos permitirá obtener los datos almacenados en la EEPROM que, como dijimos en el párrafo anterior, podemos leer y analizar en la misma aplicación.



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BootLoader para 18F2550

Un BootLoader es un pequeño conjunto de instrucciones que forman un programa y se graban, en este caso en un microcontrolador, para permitir un posterior manejo y actualización de sus programas internos (firmware) sin necesidad de utilizar programadores (hardware) específicos. Es decir, utilizas un programador (o quemador) de microcontroladores una única vez para cargarle el mencionado BootLoader al microcontrolador y luego te bastará con una sencilla aplicación en tu ordenador para cambiar a tu antojo el funcionamiento de tus sistemas. Todo mediante una vulgar conexión al puerto USB. Las plataformas modernas que se asemejan a Arduino (incluida ésta) utilizan este sistema de programación y nosotros no podíamos quedar afuera. Ahora la programación está al alcance de todos.

Es imposible resumir en un sumario de pocas palabras las infinitas ventajas que posee un BootLoader. Sólo debes imaginarte la situación: tu hardware, tu ordenador y un cable de conexión USB entre ambos. Eso es todo lo que necesitas para transformar al entrenador NeoTeo en un voltímetro, en un videojuego, en un operador de servomotores y en miles de cosas más. A pesar de que el conector ICSP es una de las herramientas maestras de las que dispone una persona que se dedica a experimentar con microcontroladores, la utilización de un BootLoader te ahorra el uso de un hardware adicional de trabajo como es el programador (o quemador).

Un ejemplo de las miles de ventajas que puedes tener sería este: Tú le has vendido a Max una aplicación y luego de un tiempo de uso él te expresa su lamento y pesar sobre algunas deficiencias del producto, mientras te comenta que desearía que hagas algunas mejoras para lograr un funcionamiento óptimo y acorde a sus necesidades. ¿Qué deberías hacer en esa situación? ¿Pedirle a Max que desarme todo el equipo y te lo envíe? Imposible. ¿Viajar tú de un país a otro para cambiar dos líneas de programa, conectar el hardware programador y demorar menos de cinco minutos en resolver el problema? ¡De locos! En cambio, si el sistema inicial posee la sencilla carga previa de un BootLoader, le envías a Max un pequeño archivo por correo electrónico y él mismo podrá actualizar la versión de firmware con un elemental cable USB conectado a su ordenador. Así trabajan Arduino, Amicus y todas las plataformas similares que compiten en la web. Así de sencillo y tentador. ¿Quieres verlo? Observa como se cambia de una aplicación a otra diferente en apenas algunos segundos.



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LTC6904: Oscilador de 1Khz. a 68Mhz. (I2C)

La muralla técnica de todo diseñador electrónico que intenta desarrollar un oscilador está compuesta por dos paredes que a veces resultan infranqueables: los límites de frecuencias “máxima y mínima de oscilación” y la amplitud constante en todo el rango de frecuencia de trabajo. Los circuitos convencionales RC o LC se encuentran siempre limitados a una pequeña (y estrecha) porción del espectro para entregar una oscilación a un nivel de tensión de salida constante. Linear Technology comercializa un chip capaz de entregarnos una oscilación variable entre 1Khz y 68Mhz. por pasos ajustables mediante bus I2C. Es decir, con un microcontrolador, un sencillo juego de instrucciones y un LTC6904 puedes lograr un oscilador muy útil para tu banco de experimentación. Es muy sencillo, compruébalo tú mismo.

Disponible en un encapsulado MS8, el LTC6904 de Linear Technology es una solución muy interesante cuando buscamos un oscilador que pueda abarcar un amplio rango de frecuencias útiles para desarrollos de múltiples posibilidades. Con sólo leer las características de frecuencias posibles de funcionamiento nos damos cuenta de que estamos ante un gigante. El segmento inicial desde 1Khz hasta los 20-22Khz. puede ser muy útil para trabajar en BF, ya sea en la reparación como en la asistencia al diseño de circuitos de audio. Un poco más allá y hasta los 300Khz, puedes experimentar con ultrasonidos y las conocidas “ondas largas” de radio. Más arriba y en la mejor parte del campo experimental, puedes atravesar todo el espectro de las ondas medias, donde transmiten las emisoras de AM, y de las ondas cortas, capaces de alcanzar una cobertura mundial con su señal. Cuando cruzamos la barrera de los 30Mhz y nos introducimos en VHF, la situación deja de ser interesante para transformarse en imperdible y digna de experimentar.

El LTC6904 es un oscilador integrado en un solo chip que logra alcanzar una frecuencia de trabajo de hasta 68Mhz sin ningún componente externo más que un clásico capacitor de 100nF acoplado a la alimentación del circuito integrado. Todas las bondades de funcionamiento que puede ofrecer el LTC6904 serían muy largas de enumerar en este artículo y nuestro propósito no es reproducir lo que expresa la hoja de datos del producto sino compartir contigo nuestra experiencia en su implementación. Para esto (como no podía ser de otra manera) utilizamos nuestra placa de pruebas con el 18F2550, montada en el artículo anterior, que haremos debutar con esta aplicación de lujo. De todos modos, tú puedes realizar las prácticas con cualquier otro entrenador o microcontrolador ya que las bases sustanciales, el concepto de diseño y la sencillez de operación que ofrece el LTC6904 permiten lograr un funcionamiento excepcional hasta con un elemental 16F84A. Lo mismo vale para el circuito impreso donde se coloca el oscilador. Diseña tus propias placas, experimenta una y otra vez hasta encontrar el mejor funcionamiento y el rendimiento óptimo. De eso se trata, de que tú lo hagas mejor.

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Medidor de Resistencias y Capacitores

Las aplicaciones electrónicas son tan diversas que no podrían enumerarse de principio a fin. Siempre habrá una aplicación específica para resolver un desarrollo particular. Es muy raro encontrar una aplicación genérica que resuelva múltiples necesidades. Al igual que con el Voltímetro USB publicado en Neo Teo, con el circuito propuesto hoy no pretendemos construir un medidor universal que sea capaz de reemplazar a los instrumentos de banco que se utilizan para evaluar capacitores y resistencias. Esto es otra cosa. Esto es razonar, esto es aprender. Esto es analizar un abanico de posibilidades para adaptar la mejor solución a nuestro diseño. Y por supuesto, si lo deseas, también lo puedes utilizar para medir capacitores y resistencias.

Estoy convencido de que muchos de ustedes han atravesado momentos durante el desarrollo de un complejo circuito electrónico en los cuales han dicho frases como “Aquí me haría falta un circuito que pueda medir capacidad”. Por ejemplo, cuando han realizado algún oscilador o un filtro pasabandas de audio. Armar un medidor de capacitores (capacímetro) tal vez sea un emprendimiento importante que poco aprovecharemos en el futuro. Y comprarlo sería un gasto que no vale la pena para una aplicación tan pequeña. ¿Qué hacemos entonces cuando nos encontramos con ese frasco lleno de capacitores que no sabemos su valor y al menos desearíamos tener una idea aproximada de él? No lo necesitamos para reparar un marcapasos o para desarrollar un compás electrónico encargado de guiar misiles con ojivas nucleares. Hay situaciones y desarrollos específicos donde las tolerancias no requieren exactitud absoluta. A diario nos enfrentamos a diseños en los que es igual de útil y efectivo un capacitor de 100 nanofaradios que de 94 o 108 nanofaradios.

La instrucción RCIN es una poderosa herramienta para
trabajar con circuitos RC

Lo mismo ocurre con las resistencias (o resistores). “¿El naranja que era?” “¿Dónde habrá quedado esa tabla de colores que…?” Hay que tener mucha experiencia y práctica en el manejo del código de colores de las resistencias para leer su valor e interpretar las bandas de colores con un simple pasaje visual. Por otro lado, dentro del diseño de circuitos complejos que aglutinan muchas secciones de sub-circuitos simples, puede hacer falta un medidor de resistencias. Un control de volumen necesita de un medidor de resistencias. Una fotocélula está acoplada por obligación a un medidor de resistencias. Y aquí nuevamente se hace presente el interrogante de la precisión y la exactitud. Subir un poco el volumen de nuestro flamante amplificador no discrimina entre 10K2, 12K u 8K7. Lo mismo si necesitamos un poco más de luz diurna para que actúe la fotocélula resistiva y se apaguen las luces del patio. No necesitamos 4 decimales. Con sólo saber una medida aproximada, muchas veces es suficiente.

Para estos casos que aparentan ser muy complejos encontramos soluciones fáciles y confiables en los microcontroladores PIC y en especial en el lenguaje de programación BASIC. Utilizando el mismo circuito que empleamos en la construcción del Voltímetro USB y agregándole un display alfanumérico convencional, resolveremos nuestra necesidad de disponer de un instrumento útil para medir capacitores y resistencias. Además, la técnica que hoy veremos nos será útil para muchos circuitos basados en PIC que necesiten dentro de su rutina de trabajo medir resistencias o capacidades aplicadas a algunos de sus pines. Con un poco de habilidad y razonamiento será muy sencillo adaptar estas rutinas y variantes en el circuito para agregarlas al Voltímetro USB NeoTeo y transformarlo en un instrumento múltiple. Si además le sumamos el amperímetro 0-5Amper que publicamos durante 2009, estaríamos muy próximos a delinear nuestro propio multímetro personal. Tal vez no resulte ser el más exacto al final de la construcción, pero estoy seguro que será el mejor del mundo porque lo habremos construido nosotros mismos. Llevará nuestra marca, nuestro sello, el reflejo de nuestra personalidad y eso es algo que no se compra con la tarjeta de los dos globitos.

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Voltímetro USB NeoTeo

¿Necesitas un voltímetro para el ordenador? NeoTeo te acerca la solución que estabas esperando. Con visualizador gráfico y detector de tensiones máximas y mínimas (con retención), este instrumento puede ser ampliado hasta obtener 10 canales de medición simultánea. Es decir, puedes lograr completar un sistema de monitoreo de tensiones muy útil para tu taller de experimentación. Con conectividad USB y una pequeña aplicación en el ordenador, puedes llevar este voltímetro a donde vayas y realizar las mediciones que necesites. Está alimentado por baterías, fuente externa o por el propio puerto USB. Aquí tienes el principio de tu próximo laboratorio hecho a tu exclusiva medida y construido por ti mismo.

Un voltímetro actual y moderno dista mucho de aquel primitivo instrumento de d’Arsonval que deslumbraba al mundo de la física durante el siglo XIX. Hoy, el manejo del ordenador se ha hecho tan cotidiano y habitual para el practicante del arte electrónico que todas las herramientas que necesita para trabajar las encuentra allí: circuitos, tutoriales, diagramas, explicaciones, foros, páginas Web, (NeoTeo, por supuesto), simuladores de circuitos, osciloscopios y toda clase de herramientas útiles para desplegar su actividad. Sin embargo, hay ocasiones en las que desearíamos estructurar las aplicaciones ya existentes según nuestras necesidades; es en ese momento cuando nos enfrentamos con un ejecutable infranqueable: tú debes adaptarte a un software, él no se adaptará a ti. Por esto, te presentamos lo que aparenta ser un simple y sencillo voltímetro, pero que en su corazón guarda la posibilidad de construir todo un laboratorio de mediciones organizado a tu medida y necesidad.
A partir de un voltímetro, todos los instrumentos de medición son posibles y mucho mejor aún si podemos elegir el instrumento final que deseamos construir. Es decir, aprendiendo a manejar los valores de fondo de escala, cualquier aplicación será posible. Por ejemplo, la corriente eléctrica que circula por una resistencia de bajo valor (shunt) nos ofrecerá una tensión que se podrá medir y que será proporcional a la corriente que esté circulando por la mencionada resistencia. De este modo, funciona un amperímetro. En consecuencia, si ya poseemos un voltímetro y un amperímetro, podremos calcular la potencia absorbida por un circuito. Además, con el agregado de un visualizador, será mucho más intuitivo el manejo y más sencilla la atención en el comportamiento de un sistema. Bastará con una rápida mirada sobre la pantalla del ordenador para saber si algún parámetro de funcionamiento ha cambiado durante el transcurso del tiempo que tú decidas.

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