SOMMARIO - pannullo.it · della versione più potente riguarda la possibilità che l’emissione,...

Elettronica In - settembre ‘98 1

ELETTRONICA IN Rivista mensile, anno IV n. 32 SETTEMBRE 1998

Direttore responsabile:Arsenio SpadoniResponsabile editoriale:Carlo VignatiRedazione:Paolo Gaspari, Sandro Reis,Francesco Doni, Andrea Lettieri,Angelo Vignati, Alberto Ghezzi,Alfio Cattorini, Antonella Mantia,Andrea Silvello, Alessandro Landone,Marco Rossi.

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SOMMARIO

TELECONTROLLO SMS PER RETI GSMUtilizziamo lo Short Message Service per realizzare un sistema ditelesorveglianza in grado di controllare qualsiasi apparecchiaturaremota. Dispone di tre ingressi e tre uscite.

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ALLARME MOTO CON SENSORE DI SPOSTAMENTOGestito da un solo integrato, impiega un sensore di spostamentoper rilevare il tentativo di furto. Può essere utilizzato per proteggeremoto e ciclomotori; dispone di una chiave codificata per l’attivazionee di un’uscita per comandare una sirena. Funziona a 12 o 6 volt.

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CORSO DI PROGRAMMAZIONE PER PICImpariamo a programmare con la famiglia di microcontrollori PICdella Microchip caratterizzata da una grande flessibilità d’uso e dauna estrema semplicità di impiego. Dodicesima puntata.

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MIXER STEREO DIGITALEProfessionale, dotato di tre canali AUX stereofonici e due permicrofono (utilizzabili in mono o stereo), dispone del preascolto incuffia ed è controllato mediante semplici potenziometri singoli: iltutto è gestito da un integrato della Analog Device pilotato da unmicroprocessore appositamente programmato.

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Iscrizione al Registro Nazionale dellaStampa n. 5136 Vol. 52 Foglio

281 del 7-5-1996.

Mensile associatoall’USPI, Unione StampaPeriodica Italiana

CREDIT-CARD RICARICABILEUna nuova chip-card da 2 Kbit per realizzare un sistema di pagamentoa scalare. Il dispositivo carica 10 crediti che poi vengono diminuiti ognivolta che la card viene introdotta nel lettore, indicando su un display leoperazioni residue disponibili.

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TELECOMANDO AD ONDE CONVOGLIATEPer controllare da un locale all’altro di un appartamento o di una pic-cola palazzina qualsiasi tipo di carico elettrico sfruttando i fili dellarete-luce a 220 volt: si compone di una unità trasmittente attivata daun pulsante e di una ricevente con un’uscita a relè bistabile o adimpulso. Entrambe utilizzano l'integrato TDA5051 della Philips.

9 MICROSPIA A 220 VOLTTrasmettitore microfonico UHF per intercettazioni ambientali studiatoper entrare nella scatola ad incasso delle prese a muro. Alimentatodalla rete 220 volt, è disponibile nelle versioni da 10 mW e 400mW.

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La sicurezza (attiva e passiva) è sicuramente - ve nesarete accorti - tra gli argomenti da noi preferiti ed

affrontati più frequentemente: nelle pagine diElettronica In avete avuto modo divedere microspie di ogni tipo, daquelle radio più semplici alle quar-zate, realizzate con le più sofistica-te tecniche disponibili, dotate anchedi compressore microfonico perriprodurre in maniera ottimale siasegnali vicini che lontani, e discrambler per evitare l’intercet-tazione da parte di estranei.Abbiamo anche proposto unpiccolissimo registratore ditelefonate, da applicare allalinea per tenere sotto con-trollo i telefoni di una casao di un ufficio. Rimanendoin quest’ambito vogliamoproporre ancora il progetto di unamicrospia, un progetto a dire il vero abba-stanza inconsueto perché il circuito è stato pensatoper essere nascosto all’interno di una presa di correntead incasso dalla quale trae anche alimentazione. Si trat-ta di un minitrasmettitore basato sul noto modulo ibri-

do TX-FM audio dell’Aurel, alimentato mediante unpiccolo trasformatore collegato alla rete, il cui circuito

stampato è dimensionato in mododa poter essere alloggiato in unacassetta standard per prese adincasso di quelle usate per gliimpianti elettrici: entra insom-ma nelle più comuni qualiBTicino, Gewiss, Vimar, ecc.Naturalmente per esserecamuffata alla perfezione laradiospia consente di lasciarealmeno un “frutto” montato

(tipicamente quello centrale); dal-l’esterno, pertanto, non si vedealtro che la classica presa singola eniente più. Per captare al meglio

voci e rumori è ovvio che la placcadeve essere forata almeno in unpunto, sul quale poi va appoggiato -

dall’interno - il microfono. In alter-nativa, per una soluzione ancora più

professionale, si può adoperare unaplacca a tre fori chiudendo quelli a lato

con “tappi” forati per lampadine o led spia, oppure conle parti frontali dei campanelli (buzzer) a 220V per

TOP SECRET

MICROSPIA A 220 VOLT

Trasmettitore microfonico UHF per intercettazioni ambientali appositamente studiato per entrare nella scatola ad incasso di qualsiasi presa a muro senza

eliminare la presa stessa. Si ottengono così due importanti risultati: un’autonomiainfinita ed un perfetto camuffamento del circuito. Disponibile in due versioni: conpotenza di uscita di 10 mW e portata di 200÷300 metri e con potenza di 400 mW

e portata di oltre un chilometro.

di Arsenio Spadoni

10 Elettronica In - settembre ‘98

incasso: in questo caso, non essendocimolto spazio all’interno, è necessarioasportare il ronzatore vero e proprio elasciare solamente la placchetta foratadel frutto. Di questi accorgimenti cioccuperemo in dettaglio più avanti.Analizziamo adesso il dispositivo veroe proprio dicendo subito che abbiamopreviste due versioni: la prima, piùsemplice, utilizza per la parte radiosolamente il TX-FM audio ed ha quin-di una potenza di 10 mW; questa ver-sione può essere utilizzata quando èpossibile avvicinarsi ad un centinaio dimetri dall’obiettivo, ovvero sotto lacasa dove avviene l’intercettazioneambientale, in un appartamento vicino,da un palazzo adiacente, ecc. La secon-da versione - più potente - è invecedestinata all’impiego in quelle situazio-ni dove non ci si può avvicinare troppocon il ricevitore senza essere notati: adesempio in capannoni e fabbriche cir-condati da un grande spiazzo e/o recin-tati, in un parco, in uno stabile moltodistante da altri o comunque troppoesposto, ed in casi simili; i 400 mW dipotenza RF ottenuti con l’ausilio delbooster AF PA433 assicurano un buonascolto in ogni condizione e nel raggiodi circa 1 chilometro. Lo svantaggiodella versione più potente riguarda lapossibilità che l’emissione, proprio perla vasta area interessata, venga scoper-ta più facilmente. Notate che l’aggiun-ta di un modulo non pregiudica l’inse-rimento della microspia nella solitascatola della presa. Bene, dopo questepremesse, analizziamo subito i disposi-tivi in questione, esaminando per primolo schema elettrico del modulo da 10mW e poi quello della versione poten-ziata, fermo restando che quest’ultimocircuito è esattamente uguale al primocon la sola differenza che ha un ibridoin più. In ogni caso ciò che vi propo-niamo è una radiospia in UHF ultrasta-bile operante a 433,75 MHz a modula-zione di frequenza, caratterizzata daun’ottima fedeltà sonora, che permettedi ascoltare bene ogni voce o suononell’ambiente. Le ridotte dimensionisono una conseguenza diretta dell’im-piego di un solo componente per tuttala sezione radio, e di pochissimi passi-vi ed un transistor per la sezionemicrofonica. La “parte del leone” la faun modulo ibrido già noto perché uti-lizzato nel radiomicrofono professio-

nale (Elettronica In n. 24) nella micro-spia UHF (fascicolo n. 25) e nel siste-ma di diffusione sonora (fascicolo n.26): parliamo del TX-FM audiodell’Aurel, un ibrido con piedinaturaS.I.L. a 16 pin contenente un modula-tore di frequenza, un oscillatore SAWda 10 mW su 50 ohm operante a 433,75MHz (risponde alle normative CE ETS300 220, anche se nel nostro caso que-sto conta poco...); è prevista la possibi-lità di inserire una rete di preenfasi cheesalta le alte frequenze della gammaaudio in modo da attenuarle in ricezio-ne sopprimendo così i fruscii tipici del-l’ascolto radiofonico. Il modulo pre-senta una banda passante estesa tra 20

e 30.000 Hz, quindi consente trasmis-sioni ad alta fedeltà; accetta in ingressosegnali audio dell’ampiezza tipica di100 millivolt, e nella nostra applicazio-ne viene eccitato dal segnale di unmicrofono (la solita capsula electret a 2fili) amplificato mediante un semplicis-simo stadio a transistor ad emettitorecomune. Scendiamo ora nei particolari:voci, suoni e rumori nel locale sottocontrollo vengono captati dalla capsulamicrofonica preamplificata che, oltre-tutto, presenta un’ottima fedeltà ed unbuon livello di uscita tale da richiedereuna minima amplificazione prima diandare all’ingresso del modulo trasmit-tente. A fare da interfaccia tra la capsu-

schema elettrico della versione da 10 mW

Versione a 10 mW.


la MIC e il TX-FM audio è il transistorNPN T1, un BC547 montato in confi-gurazione ad emettitore comune conresistenza di emettitore e retroazionecc/ac tra collettore e base: con la confi-gurazione ed i valori attuali il guada-gno dello stadio amplificatore è del-l’ordine di 40 volte, più che sufficientea garantire una buona sensibilità, consi-derando che gli elementi electret forni-scono in uscita qualche millivolt(anche 10 mVeff.) e che al piedino diingresso dell’U2 occorre fornire grossomodo i canonici 100 mV. Notate che laleggera amplificazione consente dimantenere un buon rapporto S/N(segnale/rumore) e quindi di elevare di

poco anche i disturbi dovuti alle inter-ferenze derivanti dalla vicinanza deicavi e della presa di rete all’internodella cassetta, in questo caso decisa-mente più forti che in altre occasioni. Ilmicrofono MIC è polarizzato medianteil potenziale stabilizzato dal diodoZener DZ1 (con l’aiuto della resistenzadi caduta R1) attraverso la R2; partico-lare rilievo assume l’elettrolitico C4,che filtra l’eventuale interferenza a 50Hz dovuta alla vicinanza della rete evi-tando che giunga allo stadio di ingres-so e che da questi venga amplificatainsieme al segnale. Il condensatore C5consente l’accoppiamento con il T1,bloccando la componente continua di

polarizzazione; lo stesso vale per C6,riguardo al circuito di collettore dellostesso transistor che lascia transitare ilsegnale audio verso l’ingresso BF del-l’ibrido U2. Osservate che i condensa-tori sono dimensionati per limitare labanda passante alle basse frequenzecosì da trattare bene la voce attenuandoinvece il ronzìo a 50 Hz. Il modulo TX-FM audio (U2) lavora nella configura-zione tipica, salvo che per la parte dipreenfasi stavolta non utilizzata: alposto della rete di filtro passa-alto tro-viamo un partitore resistivo (R6/R7)che attenua il segnale uscente dalprimo stadio prima di mandarlo almodulatore FM. Notate che giocandosui valori dei due resistori si puòaumentare o diminuire la sensibilitàdella microspia, lasciando inalterato ilcircuito di ingresso: più precisamente,aumentando R6 si ha una riduzione dellivello e quindi della sensibilità, mentreriducendolo si ottiene il contrario,ovvero l’audio viene trasmesso con piùintensità. Eliminando la rete di preen-fasi avremo un peggioramento del rap-porto segnale/rumore del collegamentovia-radio, tuttavia nella pratica abbia-mo visto che il problema è di pococonto: è vero che senza di essa passanotutti i fruscii tipici della radioricezione,ma dovendo lavorare prevalentementecon la voce è sufficiente attenuare lealte frequenze sul ricevitore in modo danon ascoltarli, sentendo soprattutto

schema elettrico della versione da 400 mW

Versione a 400 mW.

Comericevitore in

abbinamento alla microspiada incasso è possibile utilizzare il

circuito presentato sul fascicolo n. 26, Febbraio 1998.


quello che ci interessa. Del resto dob-biamo fare un dispositivo per l’ascoltoa distanza, mica un impianto hi-fi. Aproposito di ricevitore, per ascoltarequanto inviato nell’etere dal TX bastautilizzare uno dei due progetti propostiin passato ovvero il ricevitore permicrospia proposto sul fascicolo didicembre97/gennaio98 oppure il rice-vitore per diffusione sonora propostonel gennaio di quest’anno. Entrambiquesti progetti sono disponibili in sca-tola di montaggio e possono essererichiesti alla ditta Futura Elettronica diRescaldina (tel. 0331/576139). Laradiofrequenza modulata e trasmessadall’ibrido TX-FM audio esce dal pie-dino 15, al quale va collegata un’appo-sita antenna trasmittente che potràessere costituita anche solo da unospezzone di filo (meglio se rigido)lungo 17 centimetri circa. E’ sconsi-gliabile adoperare antenne accordate oa stilo perché‚ nella pratica risulteràalquanto difficile piazzarle all’internodella scatola della presa, oltretutto giàben riempita, soprattutto se consideria-

mo che oltre al circuito vi saranno icavi della rete. Particolare importanzaha l’alimentazione della radiospia che,non essendo a batterie, garantisceun’autonomia infinita (salvo black-outENEL!): è stato previsto un piccolo ali-mentatore che funziona con la tensionedi rete facilmente prelevabile all’inter-no della scatola direttamente dai cavidella presa o altro frutto presente.

Abbiamo in sostanza il solito trasfor-matore (da 2VA) con primario da rete220V/50Hz, e secondario da 12V capa-ce di erogare circa 180 milliampère,più che sufficienti per far funzionareentrambi i moduli, sia quello da 10 chel’altro da 400 milliwatt. Il ponte didiodi PT1 raddrizza l’alternata BT ericava impulsi sinusoidali che poi C1livella trasformandoli in una tensione

COMPONENTI

R1: 820 OhmR2: 4,7 KohmR3: 470 KohmR4: 4,7 KohmR5: 100 OhmR6: 22 KohmR7: 2,2 KohmC1: 470 µF 25 VLelettrolitico

C2: 1.000 µF 16 VL elettroliticoC3: 100 nF multistratoC4: 100 µF 16 VL eletroliticoC5: 100 nF poliestere P. 5 mmC6: 100 nF poliestere P. 5 mmDZ1: Zener 5,1V 0,5WT1: BC547BL1: bobina VK200U1: 7812U2: modulo TX-FM AUDIOPT1: Ponte diodi 1A

TF1: trasformatore 2VA220/12 volt

MIC: capsula microfonicapreamplificata

Varie:- morsetto 2 poli;- piastra di schermo;- antenna (spezzone filo

rigido 17 cm).- circuito stampato cod. S241.

il cablaggio della microspia da 10 mW ...

I componenti sonodisposti in manieratale da consentire

di alloggiare il circuito all’interno

della scatola amuro senza dovereliminare la presa

di corrente.

quale ricevitore


continua. Il regolatore integrato U1pensa a stabilizzare poi il tutto ottenen-do 12 Vcc che, ulteriormente filtratidall’elettrolitico C2, raggiungono ilresto del circuito tramite un filtro L/Cpassa-basso formato dall’induttanza L1e dal condensatore C3: questi ultimiservono a bloccare eventuali fughe diradiofrequenza dalla microspia verso il7812, che diversamente potrebbe

autooscillare, e ad eliminare i disturbiimpulsivi che talvolta passano per larete ENEL e che potrebbero presentar-si nel circuito audio.

LA VERSIONEPIU’ POTENTE

Quanto detto finora descrive dettaglia-tamente la microspia base, cioè quella

con potenza di uscita di 10 mW; vedia-mo adesso l’altra, quella potenziata ingrado di coprire distanze maggiori(fino ad un chilometro), che sostanzial-mente è la stessa cosa, ma ha in più unmodulo booster montato direttamenteall’uscita RF del TX-FM audio. Sediamo un’occhiata al relativo schemaelettrico possiamo rendercene subitoconto: abbiamo il solito microfono checapta l’audio, T1 che lo amplifica, l’i-brido U2 che viene modulato dalla BFe produce un segnale a radiofrequenzauscente ancora dal piedino 15. La dif-ferenza sta proprio qui: infatti non vi èsubito collegata l’antenna trasmittente,ma tale pin si trova direttamente con-nesso all’entrata di un amplificatore -ibrido anch’esso - operante in UHF ecapace di erogare fino a 400 milliwattdi potenza R.F. su un carico da 50 ohmdi impedenza. Si tratta del boosterPA433, un modulo Aurel studiatoappositamente per essere accoppiatocon il TX-FM audio o con altri TX a433 MHz: anche questo è montatonella configurazione tipica già vista nel

COMPONENTI

R1: 820 OhmR2: 4,7 KohmR3: 470 KohmR4: 4,7 KohmR5: 100 OhmR6: 22 KohmR7: 2,2 KohmR8: 100 KohmR9: 5,6 Kohm

U2: modulo TX-FM AUDIOU3: modulo PA433PT1: Ponte diodi 1ATF1: trasformatore 2VA

220/12VMIC: capsula microfonica

preamplificataVarie:- morsetto 2 poli;- antenna (spezzone 17cm);- circuito stampato cod. H144.

C1: 470 µF 25 VL elettroliticoC2: 1000 µF 16 VL elettroliticoC3: 100 nF multistratoC4: 100 µF 25 VL eletroliticoC5: 100 nF scatolinoC6: 100 nF scatolinoC7: 100 nF multistratoDZ1: Zener 5,1 V 0,5 WT1: BC547BL1: bobina VK200U1: 7812

... e quello della versione da 400 mW

Nonostante ilmaggior numero di

componenti, anche laversione di

maggiore potenzapuò essere facilmenteoccultata all’interno

della presa dicorrente.

La radiospia che proponiamo in queste pagine è un concentrato di tecnologiae di miniaturizzazione che si può tranquillamente occultare in qualsiasi presadi corrente con scatola rettangolare ad incasso. Per forza di cose il montaggioè un po’ laborioso e richiede un certo tempo, il che significa praticamente chenon si può pensare di piazzarla come si farebbe con una di quelle a pile: per-tanto se dovete mettere sotto controllo un ambiente è necessario avere a dispo-sizione il tempo necessario andando sul luogo insieme ad una squadra diinstallatori se il locale è in costruzione o in ristrutturazione, o simulare unguasto per intervenire come elettricisti e poter operare con la massima tran-quillità. Inoltre, per rendere più rapida l’installazione è buona regola procu-rarsi delle placche già forate simili a quelle in uso nel punto dove piazzeretela trasmittente. Insomma, è necessario un po’ d’attenzione in più...

con un po’ di attenzione


scatola da incasso

placca disupportointerna

placcaesterna

foro diametro 2 mm

tappo presa

foro

colla

capsula microfonica

cavocoassiale

foro diametro5 mm

Fissaggio della capsula microfonica sulla placca di supporto interna di unapresa da incasso: dopo aver effettuato un foro da 5 mm, incollate il

microfono alla pastica ed effettuate un foro da 2 millimetri sulla placcaesterna in corrispondenza del microfono stesso.

dentro la presa a muro

fascicolo n. 30, con la sola differenzache diamo lo stato logico 1 per l’abili-tazione mediante un partitore, rispar-miando il diodo Zener. Nella praticavedete che U3 riceve il segnale RF alpiedino 2, e lo restituisce amplificatodal 14, al quale viene connessa l’anten-na trasmittente; al pin 5 giungono i 12volt dell’alimentazione, mentre il 10(TX enable) viene attivato con il livelloalto fornito tramite R8/R9. I piedini 1,4, 6, 9, 11, 13, 15 rappresentano le con-nessioni di massa per tutte le altre partidel modulo e per gli schermi. Per poterfunzionare correttamente la radiospia

richiede un’antenna accordata a 433MHz o quantomeno uno spezzone difilo lungo 17 cm posto attorno alla sca-tola della presa, o disteso in una canali-na libera da altri cavi. In ogni casobisogna evitare di accendere il TXsenza carico, perché‚ il booster (in que-sto caso la potenza in gioco è quasimezzo watt!) potrebbe danneggiarsi.

REALIZZAZIONEPRATICA

Ultimata così la descrizione teorica deidue dispositivi passiamo alla parte pra-

tica analizzando come si preparano esoprattutto come si installano le duemicrospie: per brevità faremo riferi-mento ad un solo circuito, dato che lasola differenza tra le due versioniriguarda la presenza o l’assenza del-l’amplificatore RF, dicendo al momen-to giusto cosa montare in più o inmeno, e dove. Per prima cosa bisognaal solito preparare la basetta stampatache si preferisce (abbiamo previsto duec.s., uno per la radiospia piccola ed unoper quella a lunga portata) seguendo latraccia di queste pagine (i disegni sonoin scala 1:1) ricorrendo preferibilmentealla fotoincisione. Ultimate l’incisionecon percloruro ferrico, lavate la basettae asciugatela, quindi controllate chenon vi siano cortocircuiti tra piste vici-ne, nel qual caso eliminateli con unalametta. Procurati tutti i componenti,montate dapprima le resistenze e ildiodo Zener, da posizionare con lafascetta colorata che indica il catodonel giusto verso; infilate e saldate i con-densatori elettrolitici, prestando atten-zione alla polarità dei terminali (ilreoforo lungo è il +) per poi passare altransistor BC547 (per il verso riferitevial piano di cablaggio) ed al ponte adiodi PT1, anch’esso da inserire nelmodo indicato. Montate quindi il rego-latore integrato 7812 nel verso dettatodalle foto e dai disegni di queste pagi-ne, quindi inserite e stagnate l’indut-tanza L1, di tipo VK200. Restano ora imoduli ibridi e la capsula microfonica:se state preparando la versione basedovete montare soltanto il TX-FMaudio, mentre se avete tra le mani lostampato della versione potenziataoltre all’U2 dovete sistemare l’U3, cioèil booster UHF; notate che in entrambii casi i moduli entrano nei rispettivi forisoltanto nel verso giusto, quindi non visono problemi di sorta per posizionarli.Per ultimo procuratevi un trasformato-re da 2VA con primario a 220V/50Hz esecondario da 12 volt, ed infilatelo neirispettivi fori della basetta: ricordateche il componente deve avere la stessapiedinatura di quello da noi previsto, ebadate di non scambiare tra loro i dueavvolgimenti, altrimenti il circuitopotrebbe danneggiarsi. In assenza dialtre indicazioni considerate che soli-tamente (per convenzione) i trasforma-tori da circuito stampato hanno i capidel primario più distanti di quelli del


ANCHE IN SCATOLA DI MONTAGGIO

La versione di minor potenza (10 mW) è disponibile in scatola dimontaggio (cod. FT241) al prezzo di 62.000 lire. Il kit comprende tuttii componenti, la basetta forata e serigrafata, il trasformatore di ali-mentazione e tutte le minuterie. Il modulo da 10 mW (TX-FM audio)è disponibile separatamente così come il booster da 400 mW (PA433).I due moduli ibridi costano rispettivamente 38.000 e 48.000 lire.Come ricevitore è possibile utilizzare il kit FT208K (lire 84.000)oppure il kit FT212 (lire 82.000). Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

secondario, e questo proprio per poter-li distinguere. Arrivati a questo puntonon resta che collegare l’antenna allapresa ANT, posta diversamente dastampato a stampato, ovvero all’uscitadi U2 nella versione base e al piedino14 dell’U3 in quella potenziata: doven-do poi mettere il tutto in una scatola adincasso per prese a 220V (tipo BTicino

stampato usando uno spezzone dicavetto schermato coassiale per BFlungo circa 10 cm, del quale la calzametallica andrà a massa ed il capo cen-trale al punto di unione di R2 e C5.Dall’altro lato del cavetto, già scoperto,collegate la capsula microfonica (deltipo electret preamplificata a due fili)mettendo il conduttore interno sull’e-

stampato ed alta quanto basta per toc-care la placca una volta chiusa la scato-letta. Il materiale della placca deveessere preferibilmente ferro dolce ozincato (spessore 0,8÷1 mm) ma si puòanche farla con della lamiera di rame(spessa 0,8÷1 mm) anche se in que-st’ultimo caso non si ha la stessa prote-zione dalle interferenze. Va bene ancheun pezzetto di basetta ramata.Sagomata adeguatamente la “barriera”si deve saldarla alla pista di massatenendola in piedi e posizionandola inmodo che stia tra il bordo di un frutto(presa, interruttore) e la parte audio eradio della microspia; notate che usan-do la lamiera di ferro zincato bisognaraschiare alcuni punti con una limetta ocon tela-smeriglio, altrimenti non èpossibile fare la saldatura perché lo sta-gno non può aderire. Per il fissaggioaiutatevi con degli spezzoni di termina-li tagliati dai componenti, che saldereteda una parte sul lamierino lasciandoli

Magic e Living, Gewiss Playbus,Vimar, ecc.) bisognerà obbligatoria-mente usare come antenna uno spezzo-ne di filo rigido lungo 17 o 35 cm(rispettivamente 1/4 e 1/2 d’onda)opportunamente ripiegato sul bordoesterno della scatola stessa, o infilato inuna canalina o un tubo nel quale si siapreventivamente verificato che non visiano altri cavi, soprattutto collegatialla rete o ad utilizzatori. Completato ilmontaggio e verificato che sia tutto aposto dovete soltanto collegare lacapsula microfonica, che converrà con-nettere alle rispettive piazzole dello

lettrodo di massa e la calza-schermo suquello elettricamente connesso al con-tenitore. Per rendere ancora più resi-stente il collegamento anche dal puntodi vista meccanico è consigliabile rico-prire la giuntura e parte della capsulamicrofonica con un tubetto di guainatermorestringente.A questo punto bisogna realizzare lalamina di schermo da saldare alla pistadi massa sottostante in modo che pro-tegga i circuiti BF e radio dalle interfe-renze della rete: allo scopo tagliate unapiastrina di dimensioni tali da entrarenella cassetta, ovvero larga quanto lo

sporgere di quanto basta, quindi li infi-lerete nei fori di massa del circuitostampato. Fatto questo la microspia èpronta all’uso, perché non richiedealcuna operazione di taratura o messa apunto: basterà connettere con due cortie sottili spezzoni di filo i punti diingresso 220V dello stampato ai mor-setti della presa contenuta nella casset-ta; se non vi è una presa ma un inter-ruttore o meglio un deviatore, cercate icavi di neutro e fase e collegatevi adessi. Tutte le operazioni sulla presa esull’impianto elettrico vanno effettuatedopo aver sconnesso la rete elettrica

Tracce lato rame in dimensioni reali dei circuiti stampati utilizzati per realizzare i nostri prototipi:a sinistra la versione da 10 mW, a destra quella da 400 mW.

tramite l’interruttore principale dellalinea o del locale. Evitate interventisotto tensione, a meno di non essereparticolarmente esperti e di non averindossato dei guanti isolanti. Il circuitova piazzato sul fondo della scatola ebloccato magari con del silicone sigil-lante o colla termofusibile, posizionan-dolo in modo che la barriera venga acadere tra il frutto centrale e i compo-nenti della microspia, lasciando dallaparte opposta l’alimentatore e quindi ilpiccolo trasformatore da rete. Fatti icollegamenti con i due fili (neutro efase) e controllato il circuito, realizzateun foro da 5 mm sulla placca di sup-porto o asportate la copertura del postolaterale che sta sopra il microfono; nelprimo caso incollate la capsula appog-giando il lato sensibile in modo che siaffacci dal foro appena fatto (attenzio-ne a non fare andare la colla di fronte allato sensibile) mentre nel secondodovrete solo farla uscire.Chiudete la presa avvitando e fissandola placca di supporto. Prendete ora l’al-tra placca, quella esterna (che si vededa fuori..) e fatele un forellino del dia-metro di 2 mm in corrispondenza del


IDEE INIDEE INELETTRELETTRONICAONICA

V.le Kennedy, 96 - 20027 RESCALDINA (MI)Tel. (0331) 576139 r.a. - Fax (0331)578200

La nostra sede si trova a Rescaldina, situata a cavallotra le provincie di Varese e Milano, ed è facilmente

raggiungibile mediante l’autostrada A8 Milano-Vareseuscita di Castellanza, oppure A9 Milano-Como

uscita di Saronno.

Scatole di montaggio, prodotti finiti, componentielettronici possono ora essere acquistati diretta-mente presso il nostro punto vendita al pubblicoannesso alla sede di Rescaldina (MI). Il nostropersonale specializzato è a tua disposizione perillustrarti le caratteristiche di tutti i prodotti invendita. Nel nostro negozio puoi trovare ancheuna vasta scelta di componenti elettronici attivi epassivi, strumenti di sviluppo per la tecnologiadigitale e tutta la documentazione tecnicaaggiornata su CD-ROM.

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LEGNANO

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BUSTOARSIZIO

punto dove si trova la capsula electret:se questa è già stata incollata fate inmodo che il foro che andate a fare siaconcentrico rispetto a quello fatto sullaplacca di supporto, in modo da far pas-sare le onde sonore dall’ambiente versola superficie sensibile.Se invece il microfono deve ancoraessere fissato, incollatelo sulla placcaesterna a ridosso del forellino da 2 mm,badando di centrarla e di evitare che lacolla passi davanti al buco stesso. Fatto

questo bloccate l’insieme e date tensio-ne all’impianto: da adesso la microspiaè pronta a funzionare ed a trasmetterenell’etere quanto captato nel locale.Prima di concludere vogliamo darequalche ultimo consiglio: se il disposi-tivo vi appare troppo sensibile poteteridurre il guadagno dello stadiomicrofonico aumentando il valore dellaR5 fino ad un massimo di 220 ohm(partendo dai 10 attuali), se invece visembra che l’audio si senta troppobasso conviene agire sul partitore postotra i piedini 6 e 7 dell’ibrido U2, abbas-sando il valore della R6 fino a 4,7Kohm, badando di non far saturare iltrasmettitore; questa condizione è evi-denziata dalla distorsione in ascolto.Ancora, se ritenete troppo visibile ilforellino sulla placca esterna, potetecamuffare meglio il microfonino usan-do una placca a tre fori, montando unsolo frutto in mezzo, chiudendo con untappo il posto dalla parte dei circuitiaudio, e inserendo la griglia di un sen-sore o di un ronzatore o campanello dallato opposto: dietro di questa potete poimettere la capsula electret, anche senzafarla venire troppo avanti.


HI-TECH

CREDIT-CARDRICARICABILE

di Carlo Vignati

Iservizi prepagati stanno assu-mendo sempre più importanza e

si stanno rapidamente diffondendonei più disparati settori commercia-li: il più noto è certamente il telefo-no cellulare a scheda, che in alcuneversioni (ad esempio l’abbonamen-to Timmy di Telecom Italia Mobile)utilizza una chipcard nella quale

zione di biblioteche, rifornimenti dicarburante, ecc. Insomma, il siste-ma del pagamento anticipato sesupportato da una tecnologia elet-tronica semplice e soprattutto sicu-ra diverrà decisamente più diffusodi quanto non lo sia oggi. Per capi-re come funzionano questi sistemi eper dare a tutti la possibilità di rea-lizzarne uno, abbiamo deciso dimettere a punto e proporre in questepagine un sistema a prepagamentodestinato al controllo delle macchi-nette per caffè o comunque ad esse-re impiegato nei bar, nei self-servi-ce o negli spacci aziendali, perridurre le code che si formanoquando c’è tanta gente che si pre-senta alla cassa per consumare ilquotidiano “rito della tazzina”(come le sigarette, il caffè è una diquelle cose a cui gli italiani nonrinunciano neppure al lavoro). Insostanza si acquista una tessera, sipagano 10 consumazioni e in essavengono scritte le informazionirelative ai crediti: quando si deveutilizzare il servizio basta introdur-re la card nel lettore, il quale emet-te un segnale acustico confermando

viene memorizzato un credito, sca-lato poi durante le chiamate, quindiripristinato pagando in anticipo unacerta quota poi disponibile pernuove telefonate. Ma lo stessosistema può essere utilizzato conve-nientemente per tante altre cose,quali abbonamenti al cinema o ateatro, pasti nelle mense, consulta-

Tutto il sistemaviene gestitoda un micro-

controlloreopportuna-mente pro-

grammato chesi interfaccia

direttamente conla chipcard. Lascheda prevede

poi due display 7segmenti per la

visualizzazione delcredito e un buzzer

quale retroazioneacustica di opera-

zione avvenuta.


Vediamo quindi il dispositivo ini-ziando a conoscere la chipcardimpiegata che è diversa da quellagià vista ed utilizzata nei progettidei fascicoli n. 19, 21, ecc. Si trattadi una tessera ISO7816 basata suuna memoria intelligente da 2048bit (2Kbit, contro i 416 della chip-card usata in passato) accessibile

mediante l’introduzione e la com-parazione di un codice di sicurezzaanalogo allo User Code a noi giànoto: la memoria è una EEPROManche se una parte di essa funzionaall’occorrenza da PROM consen-tendo di registrarvi dati che poi nonpotranno più essere modificati. Seandiamo a guardare da vicino il

la lettura e la disponibilità del cre-dito, cosicché chi sta alla cassa dàl’eventuale buono, oppure il baristaconsegna il caffè al cliente che sipresenta al banco. Ogni volta cheviene introdotta la tessera il lettoreprovvede a decrementare di un’u-nità l’ammontare dei crediti dispo-nibili, fino a quando non si arriva azero: un display a due cifre permet-te di vedere ogni volta quantoabbiamo a disposizione, e se la tes-sera inserita è già azzerata e nondispone più di alcun credito nonviene emessa la nota acustica. Vaquindi ricaricata, inserendola alsolito nel lettore dopo aver attivatola procedura di programmazione.Quest’ultima risulta possibileintroducendo e girando l’appositachiave di sicurezza, che dovrà esse-re custodita dal personale di servi-zio. Il sistema seppur concettual-mente semplice prevede soluzionitecniche degne di nota quali i crite-ri di sicurezza implementati; l’uti-lizzo di tessere con chip non è infat-ti casuale ma motivato dalle poten-zialità che le stesse possono offrirein questo tipo di applicazioni.

Utilizziamo una nuovaChipCard da 2 Kbit per realizzare un sistema di

pagamento “a scalare” percaffè o altre consumazioninei bar e nei self-service, o

per gli accessi degli abbonatiai cinema, alle palestre, ecc.

La macchinetta carica 10crediti - mediante una

procedura sotto chiave - che poi vengono

diminuiti ogni volta che lacard viene introdotta,

indicando su un display leoperazioni residue

disponibili. Ogni sistemadispone di un codice

personale inalterabile.


chip implementato sulla tessera notia-mo che è composto da 256 locazioni dimemoria da 8 bit ciascuna.

MAPPA DI MEMORIADELLA CHIPCARD

La prima parte della EEPROM, ovverole celle caratterizzate dagli indirizzi 0 ÷

31, costituisce la memoria permanenteche, configurando l’apposito bit di pro-tezione, può essere destinata alla solalettura; la locazione iniziale (byte 0) èsolitamente riservata alla scrittura delManufacturer Code. Dalla locazione 32in poi la memoria è leggibile senzaalcuna limitazione, mentre per poterviscrivere occorre introdurre e comparare

il Programmable Security Code (PSC)contenuto in un’area supplementare diEEPROM denominata SecurityMemory: quest’ultima è composta da 4byte, dei quali il primo (byte 0) contie-ne lo stato dell’Error Counter (bit 0÷2)mentre gli altri tre costituiscono il codi-ce vero e proprio, composto quindi da3 celle di 8 bit per un totale di 24 bit.

la chipcard utilizzataC1VCC

RST

CLK CLKN.C. N.C.

GND

N.C.

I/O

N.C.

C5

C2 C6

C3 C7

C4 C8

pin sim- funzioneC1 VCC alimentazione

resetingresso clocknon collegato

RSTC2C3C4

I/ON.C.

pin sim- funzioneC5 GND massa

non collegatolinea datinon collegato

N.C.C6C7C8

In alto, la pin-out della chipcard da 2 Kbit e la relativa tabella delle funzioni;qui sopra, la struttura interna della card e i blocchi funzionali disponibili.

Il prototipo del nostro terminale di pagamento elettronico con chipcard altermine del montaggio. Il dispositivo èstato realizzato su due distinte basette:

una di gestione, con a bordo il microcon-trollore e la sezione di visualizzazione,

ed una di interfaccia. Quest’ultimamonta esclusivamente il connettore perchipcard e risulta collegata alla scheda

base attraverso un cavo POD a 10 poli. Idue display a 7 segmenti e i due diodi led

andranno montati rialzati in modo daraggiungere la superficie superiore del

contenitore in cui verranno collocati i due circuiti.


Questo codice assicura praticamentel’inviolabilità della memoria perchéper potervi accedere senza conoscerneil valore bisognerebbe tentare tra16.777.216 possibilità: davvero ecce-zionale, se si tiene conto che la tesseraconsente solo tre tentativi dipodichédiviene inutilizzabile. Per accedere allascrittura o alla cancellazione della

memoria occorre dunque introdurre ilPSC, effettuare la comparazione conquello residente nei byte 1, 2, 3, dellarelativa memoria: se il confronto dàesito positivo si possono effettuare leoperazioni di erase/write, mentre incaso contrario l’accesso è negato.Analogamente alla più nota chipcardda 416 bit, dopo tre comparazioni del

codice di sicurezza l’Error Counterviene ridotto a zero e non è più possi-bile cambiare lo stato delle celle dimemoria, che possono quindi esseresolo lette. Nel normale utilizzo occorreazzerare l’Error Counter dopo ogniconfronto del Programmable SecurityCode, ovvero riportare ad 1 logico tuttie tre i bit che lo rappresentano, median-te un apposito comando. Notate che pertutte le sezioni della chipcard azzerareun bit si intende portarlo ad 1 logico,mentre scriverlo equivale a ridurlo azero. Nel caso dell’Error Counter i 3bit non danno 8 possibilità ma solo tre,dato che ciascuno di essi viene posto alivello basso a seguito di una compara-zione del PSC.

L’OPERAZIONEDI SCRITTURA

Detto questo andiamo a vedere in chemodo si scrive nella EEPROM, fermorestando che la lettura è immediata enon richiede altro se non l’invio del-l’apposito comando all’unità di con-trollo della chipcard. Rammentiamoche per scrittura di un bit si intendeabbassarlo da 1 a zero, e che non è pos-sibile il contrario: se dobbiamo scrive-re 01110000 in una locazione che con-tiene attualmente il numero 1101000avremo alla fine dell’operazione ilrisultato 0101000. Questo perché ana-logamente alle tessere da 416 bit - chegià conosciamo - in write viene scrittoin memoria il prodotto logico (AND)dei dati introdotti e di quelli presenti.Da ciò dobbiamo dedurre che per por-tare ad 1 logico un bit di un byte occor-

schema elettrico

Le chipcard sono particolarmente indicate per la gestione deiservizi prepagati poiché oltre a garantire la necessaria sicu-rezza offrono altri interessanti vantaggi:- assicurano all’esercente del servizio un flusso di denaro

anticipato;- possono essere personalizzate e diventano così un veicolo

pubblicitario gratuito e innovativo;- dalle statistiche risulta che il pagamento senza contanti

provoca un aumento di consumo del servizio;- dimostrano la fedeltà del cliente che ritiene comoda e

intelligente la scelta di abolire il contante ed è soddisfatto di possedere una card;

- snelliscono eventuali code alle casse e migliorano sia il servizio che l’immagine del locale;

- permettono azioni promozionali e sconti su quantitativi.


re procedere eseguendo un cicloerase/write, ovvero occorre prima can-cellare il contenuto della rispettivalocazione (il che pone tutti gli 8 bit alivello alto) quindi scrivere - cioèabbassare a zero - solo i bit che devonoandare a livello basso, lasciando staregli altri. L’operazione di passaggio 0/1di un bit è invece chiamata azzeramen-

to (erase): sembrerà strano, ma azzera-re un dato significa portarlo dal livellologico basso a quello alto; tenete inol-tre presente che non è possibile porreun singolo bit ad 1 ma che l’operazionedi azzeramento riguarda sempre unintero byte, localizzato in una precisalocazione di memoria identificata da unproprio indirizzo. Notate ancora che

in scrittura il ciclo viene automatica-mente sospeso se per caso i dati intro-dotti non determinano mutazioni: inwrite se nessun bit deve essere abbas-sato a 0 logico, ed in erase (cancella-zione) se non si registra alcuna transi-zione 0/1 (azzeramento). In ogni casola procedura di erase/writing (cancella-zione e scrittura) richiede un tempo di

diagramma di flusso del programma

contenuto nelPIC16C56


circa 2,5 msec per ciascun byte, il checi dice subito che volendo aggiornarel’intera EEPROM riservata ai datioccorrono 256 x 2,5 msec, ovveroall’incirca 0,65 secondi.

IL PROTOCOLLODI COMUNICAZIONE

Particolare importanza assume il proto-collo di comunicazione con l’esterno,attraverso il quale si può accedere alcontenuto della chipcard per acquisirloo cambiarlo mediante appositi comandiinterpretati ed eseguiti dall’unità dicontrollo interna: diversamente dalmodello che avevamo conosciuto inpassato questa nuova tessera richiedeun bus di due soli fili più uno per ilreset. In sostanza utilizza la linea bidi-rezionale dei dati (I/O, contatto C7)impiegata per mandare e ricevere leinformazioni in forma seriale, a livelloTTL; l’invio dei comandi e dei dati diI/O avviene sempre durante il fronte didiscesa del segnale di clock. C’è poi il

canale di RESET (input localizzato alpunto C2) che consente la prima inizia-lizzazione del dispositivo.L’alimentazione giunge da due piazzo-le (contatti C1 per il +5V e C5 per lamassa) che prelevano 5 volt dallelamelle del lettore. Per praticità in que-sta sede non stiamo a descrivere il for-mato e le temporizzazioni dei vari

le unità; pertanto è stato sufficiente col-legare fissi al positivo di alimentazione(+5V) gli elettrodi dei segmenti b e c epilotare il catodo comune con un tran-sistor, a sua volta acceso o spento dauna linea di I/O del micro U4.Chiaramente, dovendo visualizzare 10,il piedino 9 del micro verrà posto alivello alto mandando così in saturazio-ne T3 e facendo apparire la cifra 1 sulDIS1; invece da 0 a 9 il transistor verràinterdetto (pin 9 dell’U4 a zero logico)e DIS1 apparirà totalmente spento. Perla comunicazione con la chipcardabbiamo impiegato le linee RB2, RB4,RB6 (rispettivamente piedini 8, 10, 12)del microcontrollore per gestire i cana-li di I/O dati, Clock e Reset collegatidirettamente alle lamelle di contatto dellettore di chipcard; quanto al clock, dalpiedino 10 esce un segnale generatointernamente al PIC con un timersoftware, utilizzato per la scansionedelle operazioni di read/write. Anche ilpin 12 viene usato come uscita e gene-ra gli impulsi di reset secondo quanto

segnali per ogni comando, e passiamosubito a vedere come funziona il cir-cuito che abbiamo messo a punto percaricare e leggere i dati nella chipcardricorrendo al connettore standardISO7811 che già conoscete: va dettoche il sistema è relativamente semplice,dato che di fatto implementa un solomicrocontrollore in grado di gestire lacard e pilotare opportunamente un

decoder BCD/7-segmenti di tipoCD4511 allo scopo di avere la visualiz-zazione dei crediti disponibili.Osservate subito l’artificio che ci per-mette di avere accesi due display usan-do però solo un decoder (U2): siccomeil massimo numero che verrà memoriz-zato sarà 10, DIS1 dovrà accenderesolo l’1, mentre DIS2 visualizzerà poi

impostato dal programma; l’8 è inveceinizializzato come I/O con resistenza dipull-up (R10). Al solito abbiamo iltransistor T1 che provvede ad invertirela condizione logica del contatto n.c. dipresenza-tessera del lettore: a riposo ipunti 1 e 2 sono chiusi e vi è pratica-mente cortocircuito tra base ed emetti-tore; inserendo una card il contatto si

A montaggio ultimato abbiamo racchiuso il nostrodispositivo in un contenitore Teko tipo CAB012 chepresenta una lunghezza di 134 mm, una profon-

dità di 129 mm e un’altezza di 54 mm e cheben si presta ad accogliere i due

circuiti. Allo scopo, abbiamo fissato l’unitàprincipale alla base del contenitore

(utilizzando quattro distanziali da 10 mm)e l’unità di interfaccia alla parte

superiore del contenitore.Occorre poi procedere alle

lavorazioni dei duepannelli in

alluminio, anterio-re e posteriore, e della

parte superiore del contenitore. In quest’ultima bisogna creare una cava incorrispondenza del display, e dei fori che siadattino ai led, al pulsante di inizializzazione

(PSC) e per il fissaggio del contatto a chiave.


apre ed il transistor può quindi esserepolarizzato tramite la resistenza R14,alimentando con il proprio collettoresia il partitore R12/R13 (che forniscel’1 logico al pin 7 indicando al micro-controllore che deve iniziare le opera-zioni) che il regolatore integrato U3, ilquale fornisce i 5 volt necessari al fun-zionamento della logica insita nellachipcard. Ora che è stato “risvegliato”l’U4 va subito a guardare lo stato delpiedino 11, perché ha bisogno di sape-re se deve eseguire l’operazione di cari-ca (azzeramento e scrittura del bytecontenente i crediti) oppure solo l’ag-giornamento del valore residuo: nelprimo caso la funzione è attivata con lachiave in posizione ON (pin 11 amassa, condizione che accende LD1indicando che si è in fase di ricarica

delle card) mentre nel normale uso dalettore il dispositivo deve avere la chia-ve in OFF (interruttore aperto) e perciòil pin 11 a livello alto ed il led di segna-lazione LD1 spento. Verifica inoltrel’eventuale zero logico al piedino 13(RB7) per poter decidere se avviare l’i-nizializzazione e quindi l’introduzionedel codice PSC personalizzato nellamemoria della chipcard.

L’INIZIALIZZAZIONEDELLE TESSERE

Vediamo subito quest’ultima fase, cheè poi quella da eseguire prima di tutte.Partiamo con la procedura più com-plessa, cioè quella con cui la memoriadella tessera viene preparata per essereusata come “Coffe Card” e quindi solo

COMPONENTI

R1: 10 KohmR2: 10 KohmR3: 22 KohmR4: 1 KohmR5: 390 OhmR6: 390 OhmR7: 10 KohmR8: 10 KohmR9: 1 KohmR10: 10 KohmR11: 470 Ohm

R12: 33 KohmR13: 27 KohmR14: 10 KohmR15: 47 OhmR16: 1 KohmR17: 1 KohmR18÷R24: 390 OhmC1: 470 µF 25 VL elettr.C2: 100 nF multistratoC3: 470 µF 25 VL elettr.C4: 100 nF multistratoC5: 1 µF 16 VL elettr.C6: 15 pF ceramico

C7: 15 pF ceramicoD1: 1N4007D2: 1N4148LD1: led rosso 5 mm.LD2: led verde 5 mm.T1: BC557BT2: BC547BT3: BC547BU1: 7805U2: 4511U3: 78L05U4: PIC16C56 (MF245)Q1: quarzo 8 MHz

DIS1÷DIS2: display led 13x18 c.c.BZ: buzzer con elettronicaP1: pulsante da c.s.Vari:- zoccolo 8+8 pin;- zoccolo 9+9 pin;- connettore fem. 10 poli;- strip 10 poli a tulipano (2 pz);- morsettiera 2 poli;- plug femmina per alim. da c.s.;- dissipatore per TO220;- interruttore a chiave;- circuito stampato cod. S245.

piano di cablaggio dell’unità base

con il nostro sistema; dopo vi verrannoinseriti i crediti in numero di 10.L’inizializzazione si effettua premendoil pulsante P1 e inserendo la carta nellettore: il micro PIC16C56 riconosce larichiesta e inizia il procedimento reset-tando la chipcard - appena alimentata -con la linea di reset, poi provvede allacomparazione del ProgrammableSecurity Code ed alla sostituzione conquello nuovo presente nella propriamemoria di programma (quella delmicro). Il codice iniziale previsto dalsoftware e quindi quello delle tessereda inizializzare è FF FF FF (tre byte ilcui valore è espresso con cifre esadeci-mali) il che significa che se per caso lacarta da configurare ha un PSC diversonon è adatta e va scartata, altrimenti alterzo confronto fallito diventa del tutto

COMPONENTI

- connettore da CS per chipcard;- connettore da CS 10 poli;- cavo pod 10 poli;- circuito stampato cod. S237.

dello stesso) e lo va a far scrivere nellaSecurity Memory della tessera. Il cica-lino BZ viene attivato ed emette unbeep, indicante che da adesso la chip-card è pronta per l’uso con il sistema.Si noti che il nuovo PSC caricato dopola comparazione di quello originario(FF FF FF) non è fisso ma diverso perciascun microcontrollore: in tal modoogni apparato genera delle schede adat-te a funzionare solo con se stesso e inu-tilizzabili sugli altri terminali di paga-mento; questo accorgimento eviteràperciò di accedere a servizi di gestoridiversi che pure possono avere un iden-tico apparecchio, o di contraffare lechipcard di uno cercando di riutilizzar-le per l’altro. A questo punto, il passosuccessivo è il caricamento dei crediti,che deve essere fatto ogni volta che lo


la sezione di interfaccia in pratica

FF, ma quello scritto in caratterizzazio-ne e residente nella memoria di pro-gramma del micro. Se il confronto dàesito positivo (cioè se i due Code sonouguali) il PIC invia i comandi per cari-care i 10 crediti, ma prima provvede adazzerare l’Error Counter riportando ad1 logico tutti i suoi 3 bit; quindi entranella EEPROM libera e scrive allaprima locazione disponibile (la 32)dopo la sezione protetta (ProtectionMemory) il dato 00001010 usando iprimi quattro bit. In sostanza inviaserialmente lungo il canale di I/O oltreai comandi il numero binario00001010, che in decimale vale 10.Scritti i dati nella locazione 32 ilmicrocontrollore invia il valore 10 alvisualizzatore: per adeguarsi alla strut-tura dell’hardware separa il numero

inservibile e non più scrivibile. Vaosservato che il sistema effettua unacomparazione del PSC ad ogni inser-zione della chipcard, il che significache se fallisce un’operazione di inizia-lizzazione o di ricarica non doveteritentare, altrimenti bloccate perma-nentemente l’Error Counter e con essola possibilità di scrivere nella memoria.Nell’eseguire la caratterizzazione ilmicrocontrollore introduce inizialmen-te il codice PSC di default, lo fa com-parare con quello locale, quindi azzeral’Error Counter con l’apposita stringadi comando in modo da riporre tutti ad1 logico i tre bit, ed avere il massimonumero di possibilità di accesso per lefuture operazioni; poi invia il nuovoPSC (univoco, inserito nella memoriadel micro durante la programmazione

si desideri senza però mai più passaredalla fase precedente: l’inizializzazionedi una card già caratterizzata comportail danneggiamento della card stessa,viene infatti comparato il PSC dellatessera che già coincide con un numerounivoco con quello di default. Per rica-ricare una card scarica non bisogna farealtro che chiudere l’interruttore a chia-ve (ponendo a massa il piedino 11 delPIC16C54 e forzando l’accensione delled LD1) quindi infilarla nell’appositolettore: subito dopo l’U4 esegue la rou-tine di “ricarica”, partendo dalla primafase che prevede la lettura e la compa-razione del Programmable SecurityCode per verificare che la tessera siauna di quelle abilitate all’uso con ilsistema. Notate che stavolta viene con-frontato non il codice originale FF FF

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Il terminale di pagamento elettronico con chipcard è disponibile in scato-la di montaggio. L’unità base (cod. FT245K) costa 58.000 lire e compren-de tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, il microcontrolloregià programmato e caratterizzato da un codice univoco (ogni micro vienepersonalizzato con un diverso codice PSC), una chipcard campione da 2Kbit. La sezione di interfaccia (cod. FT237K) costa 18.000 lire e com-prende la basetta forata e serigrafata, il connettore per chipcard ed ilcavo POD. Ogni tessera chipcard (cod. CPC2K) aggiuntiva costa 10.000lire; sono disponibili servizi di personalizzazione per quantitativi. Ilmicrocontrollore già programmato e personalizzato (cod. MF245) èdisponibile anche separatamente a 32.000 lire. Il materiale va richiesto a:Futura Elettronica snc, Viale Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI) tel0331/ 576139 fax 0331/578200.

nelle cifre 1 e 0, quindi manda lo zeroal bus del decoder BCD U2, facendovisualizzare 0 sul display DIS2, mentreabilita RB3 (il pin 9) per far saturare T3ed accendere DIS1 che, lo sapete, puòvisualizzare solamente l’1. Infine attivaRB0 dando due impulsi consecutivipolarizzando T2 per altrettante volte efacendo perciò emettere 2 beep al cica-lino BZ. Ora per terminare la fase diricarica attende che la tessera vengaestratta dal lettore, ovvero che il piedi-no 7 (Card Detection) sia riposto a zerologico; a questo punto l’interruttore achiave può essere aperto (condizioneevidenziata dallo spegnimento del ledLD1) per terminare la programmazioneed il caricamento dei crediti. Ora ildispositivo è pronto al normale funzio-namento, pertanto si prepara a leggerele tessere infilate di volta in volta nellettore ad esso collegato. Terminiamola descrizione di questa sezione dicen-do che è possibile sottoporre a ricaricachipcard che dispongono di un creditoresiduo diverso da zero: ad esempiocon 2 caffè; in questo caso il procedi-mento non cambia ma resta scontatoche la memoria viene azzerata e vieneriscritto 10, senza contare più quantoera rimasto.

IL SOFTWAREDI LETTURA

Nell’uso tipico l’utente introduce lapropria card ed attende la segnalazione:i soliti punti 1 e 2 vengono richiusi e T1alimenta il regolatore U3 e dà l’1 logi-co al piedino 7 del microcontrollore,indicando che deve essere avviato ilprogramma di gestione; con la chiavedisinserita e il led LD1 spento girerà laparte relativa alla lettura del credito e aldecremento di un’unità. Vediamo lacosa nei dettagli: per prima cosa parteil comando di comparazione del PSC,che servirà per aggiornare il valoreresiduo della memoria alla locazione32 nel caso fosse diverso da 00000000;per il confronto viene prodotto il codi-ce interno tipico dell’apparato cheviene inviato per essere confrontatocon quello che già deve essere statointrodotto nella memoria della card tra-mite l’inizializzazione. Se l’esito del-l’operazione è positivo si accede allalettura nell’area di memoria non protet-ta, all’indirizzo del byte 32 che contie-

la linea RB0 (piedino 6) dell’U4 e T2va in saturazione pilotando il cicalinoBZ che emette un beep, segnalando cheil cliente ha credito e può prendere ilcaffè o usufruire del servizio associatoalla carta. Occorre osservare che se latransizione avviene dal numero 1 alnumero 0, quindi quando viene utiliz-zato l’ultimo credito disponibile, ilmicro provvede a pilotare il buzzer inmodo da generare due beep; in questomodo possiamo discriminare le norma-li transizioni (un solo beep) dall’ultimadisponibile (doppio beep). Se il valoretrovato nella locazione 32 della chip-card è uguale a 0 non viene emessaalcuna segnalazione acustica e il bus-dati a 4 bit del CD4511 viene control-lato in modo da visualizzare 0 suldisplay (pin 7, 1, 2, 6, a livello basso).Se invece il numero trovato è maggioredi 1 il decoder BCD / 7 segmenti è pilo-tato di volta in volta con i dati relativial numero di crediti residuo, che è sem-pre un’unità in meno di quello letto:infatti se al momento dell’inserzionedella chipcard il microcontrollore trova7, poiché contemporaneamente utilizzauno dei crediti, il totale disponibile davisualizzare è 6. Terminate tutte questeoperazioni, il microcontrollore rimanein attesa che la card venga estratta dal

ziona a 12÷15 volt c.c. applicati tra ipunti + e - 12V: il diodo D1 proteggedall’inversione di polarità e la tensioneprelevata a valle del suo catodo giungedirettamente al circuito del buzzer BZ;il regolatore U1 ricava poi 5 volt benstabilizzati per far funzionare tutta lalogica ad eccezione della chipcard, laquale - come già visto - ha un propriostabilizzatore (U3) attivato dal contattodi inserzione del lettore.


Bene, viste le varie procedure e le ope-razioni possibili con il sistema pensia-mo a come realizzarlo e metterlo inuso: la base sta su un circuito stampatorelativamente piccolo da preparare perfotoincisione seguendo la relativa trac-cia del lato rame illustrata in questepagine; un’altra traccia, più semplice,la userete per fare la basettina che ospi-terà il lettore manuale di chipcardISO7811, che deve essere del tipo concontatto di presenza normalmentechiuso (ON senza card, OFF quandoc’è). Incise e forate le basette montate-vi i componenti iniziando con le resi-stenze e i diodi al silicio (la fascetta diquesti ne indica il catodo): notate che

ne le informazioni sul credito; a questopunto se i dati trovati sono diversi da00000000, ovvero compresi tra00000001 e 00001010 (1÷10 binario)c’è disponibilità e quindi si procede.Viene acquisito il numero contenuto intale locazione, decrementato e riscrittonella stessa locazione, quindi si attiva

lettore, allorché il ritorno a zero logicodel piedino 7 avvisa il microcontrollo-re che deve chiudere la fase di gestionedel credito, porsi a riposo e spegnere ildisplay; nei periodi di inutilizzo saràilluminato soltanto il led LD2, indican-do che il circuito è sotto tensione. Aproposito di alimentazione, il tutto fun-


Le tracce lato rame in dimensionireali del circuito principale

di gestione (a sinistra) e del circuito di lettura (a destra).

su quella piccola va praticamente soloil lettore, ed un pezzo di piattina da 7fili per l’interconnessione con la gran-de. Passate poi agli zoccoli, da inserireciascuno secondo il verso indicatonella disposizione componenti visibilein queste pagine in modo da avere ilriferimento per quando metterete i rela-tivi chip; usate zoccoli anche per idisplay a led, impiegando pezzi da 5+5pin tagliati da quelli più grandi per ICda 12+12 o 14+14 piedini, che hannolo stesso passo (2,54x15 mm). In alter-nativa ricorrete alle strisce di pin apasso 2,54 mm, magari con contatto atulipano: ne occorrono due da 5 poliper ciascun display. Fatto questo infila-te e saldate i condensatori, avendo curadi rispettare la polarità indicata perquelli elettrolitici, e montate anche itransistor badando di non scambiarli(NPN con PNP) e cercando di metterliognuno come mostra la disposizione diqueste pagine. Infilate il quarzo Q1 neirispettivi fori e pensate poi ai due led,per i quali ricordiamo che il catodo cor-risponde al terminale vicino alla smus-satura; completate il montaggio saldan-do i due regolatori 7805, ciascuno deiquali dovrà entrare nello stampatocome indicato nel cablaggio. Il cicali-no BZ può essere un ronzatore piezoe-

lettrico o un qualsiasi elemento da9÷12 volt, e va collegato alle propriepiazzole mediante due corti spezzoni difilo, badando di rispettare la polaritàindicata: il + va al catodo del D1 ed il -al collettore di T2. Anche il pulsantinoP1 e l’interruttore a chiave andrannocollegati mediante spezzoni di filo,quindi piazzati adeguatamente su unpannello della scatola che a fine mon-taggio racchiuderà il tutto. Per la con-nessione tra scheda base e stampato dellettore ricorrete preferibilmente ad unpezzo di piattina a sette fili, prestandoattenzione a fare i collegamenti comeindicato, ovvero il punto 1 della basecon l’1 della scheda-lettore, il 2 con il2, ecc. Infine procuratevi gli integratidip (il microcontrollore deve essere giàprogrammato con l’apposito software)e posizionateli ciascuno nel propriozoccolo, badando di allineare la taccadi riferimento di ciascuno con quelladel rispettivo zoccolo. Fatto ciò il cir-cuito è pronto: per usarlo senza diffi-coltà e renderlo accessibile al pubblicoconviene che sia messo in un conteni-tore scelto in base all’utilizzo, e checomunque sia munito di un pannellonel quale dovete ricavare una feritoialarga ed alta abbastanza (circa 8x1,5cm) per poter inserire agevolmente le

chipcard nel lettore; all’uopo quest’ul-timo dovrà essere fissato con la rispet-tiva basetta direttamente dietro il pan-nello di accesso delle tessere. Il pulsan-te di inizializzazione P1 andrà invece inluogo riparato, e possibilmente dietrola scatola in modo da non essere azio-nato dagli utenti finali ma solo dal per-sonale addetto all’esercizio: un’ideapotrebbe essere piazzarlo sotto uno deipannelli del contenitore dietro ad unforo sottile, così da premerlo solo usan-do un piccolo cacciaviti o la punta diuna penna biro. L’interruttore a chiaveinvece potrà stare dove preferirete, inquanto senza la chiavetta sarà inacces-sibile e la relativa funzione non potràessere attivata. Per l’alimentazionebasta un qualunque power-supply,anche da parete, in grado di fornire da13 a 15 volt in continua ed una corren-te di circa 300 milliampère: ricordateche per il collegamento va rispettata lapolarità indicata, cioè il positivo va alpunto +12V ed il negativo a massa.Avendo disposto una presa plug sullostampato della scheda base sarà possi-bile ricorrere ad un alimentatore conspinotto adatto, fermo restando cheoccorrerà verificare la polarità: comun-que il diodo D1 proteggerà il circuitodall’inversione accidentale.


Se ci seguite assiduamente certo ricorderete il pro-getto del mixer hi-fi proposto nel fascicolo n. 25 di

Elettronica In. Si trattava di un dispositivo basato sul-l’integrato SSM2163 ed appositamente realizzato perfunzionare in abbinamento ad unPersonal Computer.Facendo uso dellostesso integratoabbiamo progettatoun nuovo mixer peralta fedeltà, questavolta funzionantecon comandimanuali: in pratica,il dispositivoimpiega una sezio-ne di elaborazionedel segnale audiodi tipo digitale euno stadio di con-trollo analogico realizzato con slider o potenziometrirotativi. Il nostro circuito prevede 5 canali di ingressodi cui 3 stereo e due in mono ad alta sensibilità permicrofoni, configurabili all’occorrenza in stereo trami-te un apposito pulsante. Ovviamente l’apparecchio è

stereofonico, ovvero presenta due canali di uscitadistinti sui quali confluiscono i segnali applicati allelinee di input, opportunamente ripartiti a destra e sini-stra; solo nel caso dei microfoni, qualora vengano usati

in mono, i relativisegnali vanno adentrambi gli OUTin ugual misura. Iltutto è stato rea-lizzato impiegan-do il citato cir-cuito integratoS S M 2 1 6 3d e l l ’ A n a l o gDevices, unmixer digitalead 8 ingressiche possono

divenire 4 ste-reo inviandogli appositi comandi; si

controlla tramite un canale dati secondo l’ormai notostandard I2C-bus che abbiamo già applicato e spiegatoin numerose occasioni. L’SSM2163 viene controllatoda un microcontrollore ST6 opportunamente program-mato che provvede alla conversione dei segnali analo-

HI-FI

MIXER STEREODIGITALE

Professionale, dotato di tre canali AUX stereofonici e due per microfono,utilizzabili in mono o stereo, dispone del preascolto in cuffia e può essere

controllato mediante potenziometri lineari singoli: il tutto grazie ad un integratoAnalog Devices che abbiamo già utilizzato nella versione del mixer per Personal

Computer e che stavolta controlliamo con un micro appositamente programmato.

di Alessandro Landone


gici generati dagli slider e dai poten-ziometri in comandi in formato I2C-Bus. Analizziamo dunque il circuitoelettrico illustrato in queste pagine, perscoprire come è fatto e come funzionail nostro mixer. La parte di miscelazio-ne del segnale audio è realizzata dal-l’integrato U2, cioè l’SSM2163dell’Analog Devices: esso svolge laripartizione dei livelli di ingresso e lamiscelazione dei segnali rispettandol’ordine imposto per i canali dei treinput stereo e degli altri due mono. Ilcircuito è completato da alcuni opera-zionali: due per il microfono ed altret-tanti impiegati come buffer per i segna-li di uscita dei due canali sinistro (L) edestro (R); il resto è realizzato dalmicrocontrollore U7 e dai potenziome-tri. Partiamo dagli ingressi del mixer ed

analizziamoli uno ad uno: per praticità,dato che di fatto sono uguali da IN1Lad IN3R, possiamo esaminare il soloIN1L, fermo restando che quanto dettovale per i restanti; quanto a MIC1 eMIC2, sono i canali microfonici e ado-perano uno stadio di preamplificazioneciascuno, indispensabile per elevare illivello dei rispettivi segnali per render-lo comparabile con quelli degli inputpiù “forti” IN1, IN2, IN3. Allora, rife-rendoci ad IN1L, che è il canale sini-stro del primo ingresso stereo ad altolivello, vediamo che il segnale giungedal rispettivo connettore tra R9 emassa, quindi “incontra” un circuitotradizionale di disaccoppiamento elimitazione; i diodi Zener contrappostiDZ1 e DZ2 servono a limitare a circa 4volt p.p. il segnale applicato. Tramite il


schema elettrico della sezione analogica


condensatore di disaccoppiamento C1la bassa frequenza raggiunge il trim-mer R25, inserito nel circuito per rego-lare la massima ampiezza applicabile alrelativo pin di input dell’SSM2163: ciòè necessario per eguagliare le ampiezzedi tutti i canali e per bilanciare left eright di ciascuna sezione, dato che poiil controllo del livello (slider) all’inter-no del chip viene attivato in ugualmisura per entrambe le uscite. Dal cur-sore del trimmer l’audio può giungereall’ingresso dell’U2, ovvero al piedino5, dal quale viene inviato al rispettivopotenziometro digitale interno cheprovvederà alla relativa attenuazione.

Notate che la linea del cursore è ancheprelevata e portata ad un estremo delcommutatore rotativo a 6 posizioniSW1, dal quale è possibile selezionareil canale in preascolto poi amplificatoda un apposito stadio che vedremo frapoco.

GLI INGRESSIMICROFONICI

Quanto esposto riguarda IN1, IN2 edIN3; per la parte microfonica, abbiamogli ingressi MIC1 e MIC2 utilizzabilisia singolarmente che come canali diun microfono stereo. Sono entrambi

preamplificati perché tipicamente isegnali microfonici sono dell’ordine dipochi millivolt, perciò per essere com-parati e miscelati con quelli ad altolivello (es. uscita di preamplificatori,piastre a cassette, lettori CD) vannoelevati fino a qualche centinaio di mV.Per l’amplificazione abbiamo imple-mentato degli stadi ad operazionale. Ilsegnale entrante dal connettore MIC1opportunamente disaccoppiato dall’e-lettrolitico C1 giunge all’ingresso non-invertente dell’operazionale U1a, inse-rito in configurazione non-invertentecon guadagno regolabile tra un minimodi 10 ed un massimo di circa 130 volte:

L’integrato della Analog Devices SSM2163, appositamente rea-lizzato per controllare segnali audio mediante dei comandi digi-tali, è un chip in case dip a 14 pin per lato, contenente un vero eproprio mixer ad 8 canali mono o 4 in stereo, dotato di uscita adue canali e quindi predisposto per essere collegato a dispositi-vi di amplificazione stereofonici. I segnali applicati agli ingressiraggiungono l’uscita con un’ampiezza che dipende dall’attenua-zione impostata mediante 8 DCA, ovvero degli attenuatori con-trollati dall’unità centrale del chip. I segnali possono esseremiscelati a piacimento ed attenuati al massimo di 63 dB, o nonattenuati quando li si vuole in uscita con il livello massimo.L’SSM2163, per controllare i parametri di miscelazione, utilizzacomandi digitali inviati serialmente lungo un apposito canaledati a standard I2C-Bus: per la precisione, il chip riceve i coman-di lungo la linea Data (SDA, ovvero piedino 27) e l’acquisizionedi ogni dato viene scandita dal segnale di clock in arrivo al pie-dino 26 (Clock o SCL); in aggiunta al tipico I2C-Bus l’interfac-cia prevede due segnali di controlloche sono il Load (piedino 24) e ilWrite (piedino 25): quest’ultimo per-mette di caricare nel buffer le istru-zioni in arrivo sul canale seriale Dataquando commuta da 1 a 0 logico.L’ingresso di Load (/LD) permette,invece, di far eseguire l’istruzione ocomando appena ricevuta e caricatacon Write a 0 logico: l’esecuzione delcomando avviene dando un impulso alivello basso sul piedino 24, ovverosul Load. Il costruttore consiglia peril chip due sistemi per l’invio delle

istruzioni, uno a tre fili e l’altro a 4 (vedere grafici delle tempo-rizzazioni); per il nostro mixer abbiamo preferito la linea a trefili, unendo i criteri Write e Load: ciò permette di acquisire edeseguire le istruzioni contemporaneamente, risparmiando unalinea. Gli ingressi del chip accettano segnali analogici diampiezza massima fino a circa quella di alimentazione (+/- 8V)quindi non ci sono problemi per il trattamento di quelli uscentida registratori a cassette, lettori di Compact-Disc, e tantomenoper i microfoni. Il segnale in uscita è la somma di quelli diingresso moltiplicata per due, ovvero uguale per ciascuno deicanali OUTL ed OUTR: nel caso di funzionamento stereo isegnali, opportunamente dosati e miscelati, dei canali 1, 3, 5, 7,vanno all’uscitaOUTL, mentrequelli di 2, 4, 6, 8,vanno all’OUTR.

il mixer solid-state SSM2163


la regolazione si ottiene agendo sultrimmer R21 e, più precisamente,aumenta ruotando il cursore di questoverso C6, mentre diminuisce portando-lo verso massa. Le regolazioni dei trim-mer R21, R22, R25, R26, R27, R28,R29, R30, vanno eseguite consideran-do che i pin di input dell’SSM2163accettano senza distorcerli segnali lacui ampiezza sia entro il valore corri-spondente a 0 dB (775 mVeff.) anchese il funzionamento del mixer nonviene alterato neppure da livelli decisa-mente superiori (alcuni volt); diciamopure che il limite di 0 dB può essereimposto come riferimento per gli appa-recchi che verranno poi collocati all’u-scita del circuito. Analizzati gli stadid’ingresso, vediamo adesso come fun-ziona il cuore del circuito, cioè il chipdell’Analog Devices: abbiamo dettoche è un completo mixer ad 8 canalimono, ed un’uscita stereo, in cui cia-scuno dei segnali di ingresso può esse-

care nel buffer dell’SSM2163 i dati inarrivo sul piedino Data (27) mentreLoad consente di comandare l’acquisi-zione e l’esecuzione degli stessi. Il pie-dino 28 del chip Analog Devices serveper realizzare la funzione di SystemMuting: ponendolo a livello logicoalto, i segnali presenti sui due canali diuscita vengono tacitati; il comandoserve se si vuol bloccare l’uscita senzaagire singolarmente e manualmente suipotenziometri dei canali di ingresso. Isegnali miscelati escono dai piedini 14e 15 (rispettivamente Left = sinistro eRight = destro) e tramite due potenzio-metri tradizionali (o un doppio poten-

tanto 3 canali stereo e due mono.L’attenuazione dei segnali di ingressoviene selezionata mediante dei poten-ziometri (partitori) elettronici control-lati dall’unità logica interna: ciascuncanale dispone di un DCA (DigitalControlled Attenuator) che è assimila-bile ad un potenziometro a scatti e chepermette di attenuarne il segnale finoad un massimo di 63 dB in passi di 1dB; pertanto la massima attenuazione(cursore del mixer tutto giù) corrispon-de ad un livello di uscita, per quell’in-gresso, pari a -63 dB, mentre il livellopiù alto (cursore tutto su) equivale a 0dB, cioè il segnale esce esattamente

- mixer digitale gestito da microcontrollore, a 3 ingressi stereo più 2 monomicrofonici configurabili anche come singolo stereo;

- uscita ad alto livello, stereofonica, per controllare direttamente anche unfinale di potenza;

- preascolti su singoli canali degli ingressi stereo e su entrambi i microfonicimono;

- selezione MONO/STEREO per ingressi MIC a pulsante;- funzione MUTE a pulsante per tacitare l’uscita senza agire sui comandi di

livello, evidenziata da led (uno per canale);- sensibilità MIC...................................................................................10 mVeff.- impedenza ingresso MIC......................................................................1 Kohm- sensibilità IN1÷IN3................................................................................1 Veff.- impedenza IN1÷IN3...........................................................................47 Kohm- guadagno complessivo MIC (regolabile).............................................10÷130- guadagno complessivo IN1÷IN3...................................................................1- attenuazione max....................................................................................63 dB- rapporto S/N..........................................................................................-80 dB- distorsione armonica (THD).................................................................0,01 %- banda passante...........................................................................20÷30000 Hz

caratteristiche tecniche

dispari (1, 3, 5, 7) vanno, opportuna-mente dosati, al canale sinistro (OUTL) dell’uscita stereo, mentre quellidegli ingressi pari (2, 4, 6, 8) vengonoinviati, previa attenuazione, al canaledestro (OUT R) della solita uscita ste-reo. La modalità di funzionamento,cioè la scelta dell’impiego in mono o instereo, si imposta mediante un apposi-to comando inviato, in forma seriale,tramite il bus di controllo. Nella nostraapplicazione, i comandi seriali inviatidal microcontrollore impostano i cana-li 1, 2, 3, 4, 5, 6, come coppie stereo(1/2, 3/4, 5/6) mentre 7 ed 8 possonoessere abbinati o lasciati indipendentiin base allo stato dei pulsanti di sele-zione collegati al micro: abbiamo per-

con l’ampiezza con la quale è entrato.L’integrato SSM2163 lavora nella tipi-ca configurazione, in quanto è alimen-tato a tensione duale di ±5 volt, ed ècollegato tramite 5 linee al dispositivoI2C-bus che lo gestisce: in questo casol’elemento master è un microcontrollo-re ad 8 bit, che impiega 4 linee apposi-tamente configurate.

IL PROTOCOLLODI COMUNICAZIONE

Il piedino 26 corrisponde alla linea diclock, ed è gestito dal pin 16 del micro;i dati, in forma seriale, giungono almixer dal piedino 15 del micro.L’ingresso di Write serve per far cari-

re miscelato in egual misura su entram-bi i fili dell’uscita, oppure su uno sol-tanto; praticamente gli 8 canali diingresso possono essere utilizzati sin-golarmente, oppure raggruppati a due adue in 4 canali stereo, in base ad appo-site istruzioni. Nel primo caso, cioè nelmodo MONO, il segnale di ciascuningresso viene inviato, opportunamentedosato (come in un mixer tradizionale)in egual misura ai due canali dell’usci-ta stereofonica; nel secondo, gli ingres-si 1 e 2, 3 e 4, 5 e 6, 7 ed 8, costitui-scono rispettivamente i canali sinistro edestro dei 4 ingressi stereo: in questaapplicazione i segnali degli ingressi

Pin-out dell’integratoSSM2163.

e i pin 7, 8 e 9 come input con resisten-za di pull-up. Questi ultimi sono utiliz-zati per leggere i livelli logici derivantidallo stato dei pulsanti S1, S2 ed S3,mentre i pin analogici consentono diacquisire il livello di tensione dipen-dente dalla posizione del cursore delrispettivo potenziometro. Portandoverso massa i cursori di P1, P2, P3, P4e P5 si riduce l’ampiezza dell’audiorispettivamente nei canali 1/2(IN3R/IN3L) 3/4 (IN2R/IN2L) 5/6(IN1R/IN1L) 7 (MIC2) ed 8 (MIC1);viceversa, spostando i predetti cursoriverso l’alto si ottiene l’effetto contra-rio, cioè i segnali vengono attenuati inmisura minore. La miscelazione deisegnali degli ingressi si realizza quindicon cinque potenziometri come quellidi un mixer tradizionale: è poi il micro-controllore U7 che provvede a conver-tirne i riferimenti in istruzioni serialiper l’SSM2163. Ricordate che P1 rego-la il terzo ingresso stereo (IN3), P2 ilsecondo (IN2), P3 il primo (IN1) men-tre P4 e P5 controllano rispettivamenteil MIC2 ed il MIC1, ovvero gli inputmicrofonici in mono. A questo proposi-to va notato che MIC1 e MIC2 posso-no essere convertiti in un unico ingres-so stereo: la funzione si attiva agendosui pulsanti di selezione S2 ed S3. Itasti consentono di controllare indipen-dentemente l’indirizzamento dei rispet-tivi segnali e cioè S2 agisce sul CH8(MIC2) ed S3 sul CH7 (MIC1): pre-mendo S3 una volta si attribuisce ilsegnale del CH7 al canale sinistro del-l’uscita (si illumina il led LD1) unaseconda volta lo si manda al destro (siaccende LD2) ed una terza lo si invia inugual misura ad OUTL ed OUTR (LD1ed LD2 accesi); per S2 vale lo stessodiscorso, nel senso che premendo la


ziometro) possibilmente logaritmici,raggiungono gli ingressi di due opera-zionali: questi, contenuti entrambinell’U6, funzionano da buffer, ovveroda amplificatori non-invertenti a gua-dagno unitario, e servono per disaccop-piare le uscite dell’SSM2163 dai dispo-sitivi che collegherete ai punti OUTLed OUTR, garantendo un’impedenzad’uscita sufficientemente bassa (qual-che centinaio di ohm) da poter pilotaresenza difficoltà qualunque preamplifi-catore o finale di potenza hi-fi stereo.Passiamo ora alla sezione di controlloaffidata ad un microcontrollore apposi-tamente programmato per leggere deilivelli di tensione analogici e convertir-li in comandi da inviare serialmenteall’SSM2163 in modo da fargli abbas-

sare o alzare il livello di uno o piùcanali. Il software dopo l’accensioneed il reset iniziale configura i piedini17, 18, 19, 24, 25 come input analogici

schema elettrico della sezione di controllo

PER IL MATERIALE

I componenti necessari per realizzare il mixer audio digitalesono facilmente reperebili ad eccezione del microcontrolloregià programmato (cod. MF246) che costa 40.000 e va richie-sto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina(MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200, internet <www.futu-ranet.it>. Presso la stessa ditta è anche disponibile l’integra-to SSM2163 al prezzo di 38.000 lire.

prima volta l’audio presente al CH8(MIC1) viene inviato all’uscita sinistra(si accende LD3) la seconda va a quel-la di destra (si illumina LD4) mentre laterza è ripartito in ugual misura su Lefte Right (LD3 ed LD4 illuminati).Notate che per ogni pulsante di “select”il ciclo è di tre pressioni, dopodiché siriparte daccapo; osservate ancora chela modalità con la quale si attribuisceMIC1 o MIC2 ad una sola delle uscitepermette il funzionamento stereo dellasezione microfonica. L’impostazionedel modo di funzionamento dei canaliCH7 e CH8 realizzata con i pulsanti S2ed S3 è permanente perché viene scrit-ta nella EEPROM interna del micro-controllore, e resta memorizzata anchestaccando l’alimentazione: ciò vuoldire che riaccendendo il circuito i ledLD1÷LD4 torneranno nelle condizioniassunte prima dello spegnimento, evarranno ancora le impostazioni prece-denti. Il pin 2 del micro controlla il leddi MUTE, che si accende quando -agendo su S1- si attiva la tacitazionedelle uscite audio, mentre resta spentoripremendo lo stesso pulsante e disatti-vando così il muting. Al solito, ilmicrocontrollore lavora con il clockimpostato dall’oscillatore principalebasato sul quarzo Q1. Arrivati a questopunto passiamo a vedere il semplicestadio amplificatore per il preascolto,necessario per sentire in cuffia i segna-li dei vari ingressi ad esempio quandosi vuol mixare l’inizio di un “pezzo”con la fine di quello in riproduzione: ilcircuito è realizzato con U5, il classicoLM386N che riceve il segnale diingresso tramite il cursore del commu-tatore rotativo a 6 vie SW1. In pratica,quest’ultimo presenta cinque estremicollegati ai piedini dei canali di ingres-


so del mixer, ovvero due alle uscite deipreampli microfonici e uno per uno deicanali stereo: questo vuol dire che diIN1, IN2 ed IN3 risultano collegati al

Dopo l’accensione ed il resetiniziale il programma configura

i piedini 17, 18, 19, 24, 25come input analogici e i pin 7,8 e 9 come input con resistenzadi pull-up. Questi ultimi sonoutilizzati per leggere i livelli

logici derivanti dallo stato deipulsanti S1, S2 ed S3, mentre i

pin analogici consentono diacquisire il livello di tensionedipendente dalla posizione del

cursore del relativo potenziometro lineare.

flow-chart delprogramma

MF246

preascolto solo i canali Left (di sini-stra) perché altrimenti avremmo dovu-to realizzare una sezione di preascoltostereo, cosa che nella pratica non serve

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più di tanto. Il segnale selezionato di uncanale o dei microfoni, giunge al piedi-no 3 dell’U5, che lo amplifica in poten-za inviandolo al proprio pin 5 dalquale, tramite il condensatore di disac-coppiamento C41 ed alle resistenzeR44 ed R45, nonché al trimmer R43,giunge alla presa jack per cuffia. A pro-posito di questa notate due cose: innan-zitutto il trimmer, che fa da controllodel volume di preascolto anche se nonazzera del tutto il segnale, e nel con-tempo consente di adattare l’amplifica-tore alla sensibilità dei trasduttori; e poile due resistenze R44 ed R45, che sonostate inserite prevedendo di usare unapresa ed una cuffia stereo, e che servo-no per ascoltare da entrambe le orec-chie anche se l’audio è in effetti inmono. Vediamo infine l’alimentazione:

tutto funziona a tensione alternata pre-levabile da un trasformatore con prima-rio da rete (220V/50Hz) e secondario apresa centrale da 6+6 volt, capace dierogare almeno 200 mA: i capi delsecondario vanno collegati ai punti AC,ovvero agli ingressi del ponte a diodi,mentre la presa centrale va a massa; ilPT1 raddrizza l’alternata e con l’aiutodi C24 e C25 ricava circa 8 volt c.c.positivi e negativi (rispetto a GND) chei regolatori integrati U3 (per il ramopositivo) ed U4 (per quello negativo)provvedono a ridurre e a stabilizzarerispettivamente a +5 e -5 volt. Questedue tensioni alimentano direttamentel’SSM2163 e i doppi operazionali diingresso e di uscita U1 ed U6. Bene,con questo abbiamo concluso le spie-gazioni, almeno per quanto riguarda la

teoria; vediamo perciò la pratica, cioècome si realizza e come si usa il mixerdigitale. La prima cosa da fare è prepa-rare il circuito stampato del quale tro-vate in queste pagine la traccia latorame (in scala 1:1); seguendo il dise-gno ricavate la pellicola facendone unabuona fotocopia, e procedete alla pre-parazione mediante fotoincisione.Inciso e forato, il circuito stampato èpronto ad ospitare i relativi componen-ti. Quindi montate per prime le resi-stenze e i diodi al silicio, avendo curadi rispettare la polarità di questi ultimi;realizzate poi tutti i ponticelli di inter-connessione utilizzando avanzi tagliatidai terminali di diodi e resistenze ebadando di non dimenticarne alcuno.Proseguite inserendo i trimmer e glizoccoli per gli integrati, tutti i conden-

COMPONENTI

R1: 33 KohmR2: 100 KohmR3: 100 KohmR4: 10 KohmR5: 33 KohmR6: 100 KohmR7: 100 KohmR8: 10 KohmR9: 33 KohmR10: 1 KohmR11: 33 KohmR12: 1 KohmR13: 33 KohmR14: 1 KohmR15: 33 KohmR16: 1 KohmR17: 33 Kohm

R18: 1 KohmR19: 33 KohmR20: 1 KohmR21: 100 Kohm trim.R22: 100 Kohm trim.R23: 100 KohmR24: 100 KohmR25: 22 Kohm trim.R26: 22 Kohm trim.R27: 22 Kohm trim.R28: 22 Kohm trim.R29: 22 Kohm trim.R30: 22 Kohm trim.R31: 680 OhmR32: 47 Kohm trim.R33: 47 Kohm trim.R34: 33 KohmR35: 33 KohmR36: 100 Kohm

R37: 100 KohmR38: 33 KohmR39: 33 KohmR40: 1,5 KohmR41: 68 KohmR42: 10 OhmR43: 10 OhmR44: 10 OhmR45: 680 OhmR46: 100 KohmR47: 100 KohmR48: 680 OhmR49: 680 OhmR50: 680 OhmR51: 680 OhmP1: 10 Kohm pot. sliderP2: 10 Kohm pot. sliderP3: 10 Kohm pot. sliderP4: 10 Kohm pot. slider

P5: 10 Kohm pot. sliderP6: 100 Ohm potenziometroC1: 10 µF 16 VL elettroliticoC2: 220 pF ceramicoC3: 10 µF 16 VL elettroliticoC4: 220 pF ceramicoC5: 10 µF 16 VL elettroliticoC6: 10 µF 16 VL elettroliticoC7: 10 µF 16 VL elettroliticoC8: 2,7 nF multistratoC9: 10 µF 16 VL elettroliticoC10: 2,7 nF multistratoC11: 10 µF 16 VL elettroliticoC12: 2,7 nF multistratoC13: 10 µF 16 VL elettroliticoC14: 2,7 nF multistratoC15: 10 µF 16 VL elettroliticoC16: 2,7 nF multistratoC17: 10 µF 16 VL elettrolitico

il mixer audio digitale ...

satori, badando di rispettare la polaritàindicata negli schemi per quelli elettro-litici; sistemate quindi i regolatori ditensione 7805 e 7905, prestando atten-zione al loro verso di inserimento:ricordate che vanno tenuti con la partemetallica rivolta per il primo a ridossodi U1 ed R4, e per il secondo verso l’e-sterno della basetta. Passate a montareil ponte a diodi, anch’esso da posizio-nare secondo il verso indicato dai dise-gni di queste pagine, quindi i sei led(LD1÷LD4 devono essere rossi, LD5di colore giallo e LD6 verde) chevanno inseriti rammentando che il loroterminale di catodo è quello che stadalla parte della smussatura sul conte-nitore Al solito, per agevolare le con-nessioni con gli ingressi, le uscite, l’a-limentazione principale e i potenzio-

metri, potete montare delle morsettierea passo 5 mm per stampato in corri-spondenza delle relative piazzole. Aproposito di potenziometri, P1, P2, P3,P4 e P5, è bene che siano lineari, men-tre R32 ed R33 sono previsti cometrimmer: tuttavia trattandosi dei con-trolli di volume “master” nulla vieta dieliminare tali componenti e rimpiaz-zarli con due potenziometri o con unosolo doppio, opportunamente collega-to alle rispettive piazzole mediantecorti spezzoni di filo; in ogni caso serinunciate ai trimmer fate in modo cheR32/R33 sia del tipo logaritmico, cer-tamente più adatto allo scopo. Nelmontare P1÷P5 e l’eventuale R32/R33ricordate che conviene connettere amassa l’estremo che si vede a sinistraguardando i componenti dal davanti,

cioè da dove sta il perno: così si avrà ladiminuzione del livello in senso antio-rario e l’aumento in verso orario, comeè consuetudine. Sistemati i potenzio-metri e terminate le saldature inserite idue doppi operazionali nei rispettivizoccoli, badando di far coincidere letacche di riferimento con quelle indica-te nella serigrafia e comunque nelladisposizione componenti visibile inqueste pagine; fate altrettanto conl’SSM2163. Date una controllata finaleper vedere se è tutto a posto, quindipotete pensare alla sua sistemazione:conviene inserire il mixer in una scato-la, meglio se di metallo (in questo casocollegate la massa dello stampato in unpunto, magari sfruttando un capocordafissato su una vite) opportunamenteforata sul pannello frontale per monta-


C18: 2,7 nF multistratoC19: 100 pF ceramicoC20: 100 pF ceramicoC21: 10 µF 16 VL elettroliticoC22: 10 µF 16 VL elettroliticoC23: 470 µF 25 VL elettroliticoC24: 100 nF multistratoC25: 100 nF multistratoC26: 470 µF 25 VL elettroliticoC27: 2200 µF 16 VL elettroliticoC28: 100 nF multistratoC29: 10 µF 16 VL elettroliticoC30: 10 µF 16 VL elettroliticoC31: 100 pF ceramicoC32: 100 pF ceramicoC33: 10 µF 16 VL elettroliticoC34: 10 µF 16 VL elettroliticoC35: 100 nF multistratoC36: 2200 µF 16 VL elettrolitico

C37: 1000 µF 16 VL elettrolitico

C38: 220 pF ceramicoC39: 10 µF 16 VL

elettroliticoC40: 100 nF multistratoC41: 100 µF 16 VL

elettroliticoC42: 22 pF ceramicoC43: 22 pF ceramicoC44: 1 µF 16 VL

elettroliticoD1: 1N4148DZ1: zener 4,3V 0,5WDZ2: zener 4,3V 0,5WDZ3: zener 4,3V 0,5WDZ4: zener 4,3V 0,5WDZ5: zener 4,3V 0,5WDZ6: zener 4,3V 0,5W

DZ7: zener 4,3V 0,5WDZ8: zener 4,3V 0,5WDZ9: zener 4,3V 0,5WDZ10: zener 4,3V 0,5WDZ11: zener 4,3V 0,5WDZ12: zener 4,3V 0,5WLD1: led rosso 5 mmLD2: led rosso 5 mmLD3: led rosso 5 mmLD4: led rosso 5 mmLD5: led giallo 5 mmLD6: led verde 5 mmPT1: ponte diodi 1AU1: NE4558U2: SSM2163U3: 7905U4: 7805U5: LM386U6: NE4558

... in pratica

U7: ST6265 (MF246)Q1: quarzo 6 MHzS1: pulsante 1 viaS2: pulsante 1 viaS3: pulsante 1 viaSW1: commutatore 6 vie

Vari:- zoccolo 4+4 pin (3 pz.);- zoccolo 14+14 pin (2 pz.);- morsettiera 2 poli (12 pz.);- morsettiera 3 poli (7 pz.);- trasformatore 6 VA

220/6+6V;- presa jack stereofonica

per cuffie;- connettore RCA femmina

da pannello (10 pz.);- circuito stampato cod. H141.

usare delle boccole RCA, 6 per gliingressi ad alto livello (raggruppatepossibilmente a due a due, per favorirel’identificazione nel funzionamento instereo) e 2 per le uscite. Per gli inputmicrofonici sono invece più appropria-te delle prese jack da 6,3 mm mono, damontare anch’esse dietro e possibil-mente vicine: per evitare giri di massa,in caso di contenitore metallico accorreisolare le prese jack con delle rondelleplastiche; diversamente potranno veri-ficarsi leggeri disturbi e ronzii difondo. Il discorso vale per tutti i con-nettori di segnale, anche per gli RCA,che conviene siano isolati dal conteni-tore: le loro masse devono andare diret-tamente allo stampato, collegate in cor-rispondenza dei rispettivi punti diingresso o uscita; questo accorgimentogarantisce migliore immunità nei con-fronti dei disturbi e minor rumore difondo, perché elimina i giri di segnalelungo la massa di schermo. Quanto all’alimentazione, nello sce-gliere il contenitore prevedete che vistia anche il piccolo trasformatore, chedovrà essere ben isolato e possibilmen-te lontano dallo stampato e nascosto dauna gabbietta o da una lamina di ferrodolce collegata elettricamente allamassa; il componente da usare deveavere il primario da rete a 220V/50Hz eil secondario da 6+6 volt e 200 mA. Icapi del primario vanno collegati ad uncordone di alimentazione ponendo inserie ad uno dei fili un fusibile da 160mA rapido (con relativo portafusibile apannello) ed un interruttore da 250V,1A, da montare sul pannello frontaledella scatola (ON/OFF). Quanto alsecondario, va collegato al circuitostampato con tre spezzoni di filo elet-trico, badando che i due estremi vada-no agli ingressi del ponte (quelli mar-cati dal simbolo di alternata) e la presacentrale giunga invece alla piazzola dimassa. Fatto anche questo, controllate che siatutto a posto, chiudete la scatola, colle-gate qualche apparecchio agli ingressied un preamplificatore o finale stereoalle uscite, e date tensione: se avretefatto tutto a dovere godrete subito dellavostra buona musica mixata, della qua-lità offerta da un mixer digitale, epotrete da subito mandare i segnali adun registratore per fare le vostre primecompilation...


re i potenziometri, i led, la presa per lacuffia e l’eventuale interruttore di ali-mentazione, e posteriormente per

lasciare uscire il passacavo del cordonedi rete e tutti i connettori di ingresso euscita; a tal proposito consigliamo di

Traccia rame in scala

1:1 dellabasetta

utilizzata perrealizzare il

nostro prototipo.

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PIC Corso di programmazione

per microcontrollori PICImpariamo a programmare con la famiglia di microcontrollori PIC della

Microchip, caratterizzata da una grande flessibilità d’uso e da un’estremasemplicità di impiego grazie alla disponibilità di uno Starter Kit a basso

costo, di un ambiente di sviluppo software evoluto e di una vasta e completalibreria di programmi collaudati e pronti all’uso. Dodicesima puntata.

Sappiamo che per realizzare un programma per iPIC, e più in generale per qualsiasi microcon-

trollore, occorre “scrivere” le istruzioni in formatomnemonico e successivamente tradurle in codicemacchina utilizzando un apposito programmadenominato assemblatore. Quando si realizza unsoftware con questo metodo si parla di programma-zione assembler o a basso livello. Esistono peròanche altri linguaggi di programmazione che ven-gono definiti ad alto livello poiché non utilizzanoistruzioni assembler e che prendono il nome dicompilatori; di questi linguaggi i più famosi sono il

C ed il Basic. A questo punto, viene spontaneochiedersi il perché di una introduzione che spiega ladifferenza tra programmazione a basso e ad altolivello. La risposta è semplice, perché una dittacaliforniana, la microEngineering Labs, ha da pocoreso disponibile un potente compilatore Basic perla più nota famiglia di microcontrollori ad 8 bit, inpratica per i PIC della Microchip. Questo program-ma a cui è stato assegnato il nome PBC (PIC BasicCompiler) è quindi in grado di “trasformare” delleistruzioni Basic in codici macchina già pronti peressere trasferiti nella memoria dei PIC. L’utilizzo di


di Roberto Nogarotto

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un linguaggio ad alto livello semplifica estremamente lascrittura di programmi per microcontrollori, mettendo adisposizione del programmatore una serie di istruzionipotenti e semplici da utilizzare. I vantaggi dell’utilizzodi un compilatore Basic rispetto al linguaggio assemblersono dunque evidenti: l’apprendimento dei comandi èimmediato, il tempo di sviluppo del programma vieneridotto drasticamente, le istruzioni disponibili sonointuitive e di semplice utilizzo, si possono realizzareprogrammi complessi con poche righe di istruzioni, sihanno immediatamente a disposizione funzioni che soloun esperto programmatore riesce a gestire in assembler.Oltretutto, all’interno di programmi scritti in Basic, èpossibile inserire parti di programma in assembler sem-plicemente utilizzando la direttiva ASM. Sono supporta-

che venga specificato solo il numero relativo al pin; adesempio l’istruzione High 2 pone a livello logico alto ilpiedino P2 della porta B. Per utilizzare i piedini dellealtre porte, che non sono direttamente definiti da istru-zioni Basic, occorre utilizzare le istruzioni PEEK ePOKE. La variabile Pins serve invece per definire lostato logico di tutti i pin contemporaneamente. Ad esem-pio, se si scrive nel programma: “Pins = 255”, automati-camente tutti i piedini della porta B vengono posti alivello logico alto. E’ possibile poi utilizzare la variabileDir per definire se un piedino della porta B viene confi-gurato come ingresso (0) o come uscita. In questo modo,se ad esempio si scrive: “Dir2 = 1” si definisce il piedi-no P2 della porta B come uscita. Con la variabile Dirs sidefiniscono contemporaneamente tutti gli otto piedinidella porta B.

COME SCRIVERE UNPROGRAMMA IN PBC

Prima di entrare nel vivo dell’argomento, ovvero primadi analizzare le istruzioni che il PBC prevede, occorreapprendere la sintassi di questo particolare Basic e quin-di le modalità generiche a cui attenersi durante la scrit-tura del programma.

COMMENTII commenti al programma possono essere scritti dopoaver inserito il simbolo di apostrofo (‘); tutto ciò cheviene riportato dopo tale simbolo viene ignorato dalcompilatore.

SIMBOLICon la direttiva Symbol si associa ad una variabile, o adun piedino del micro, un nome che può essere più facil-mente utilizzato all’interno del programma. Così adesempio: “Symbol LED = Pin0”, assegna a Pin0 (che,lo ricordiamo, identifica il pin 0 della porta B) il simbo-lo LED. Una volta definito tale simbolo, sarà possibileutilizzarlo nel programma. Ad esempio l’istruzione:“LED = 1” pone un livello logico alto sul piedino asso-ciato al simbolo LED.

ETICHETTELe etichette, come in assembler, devono cominciarenecessariamente alla prima colonna; devono inoltre ter-minare con i due punti (:).

COSTANTILe costanti numeriche possono essere definite in tre dif-ferenti sistemi: decimale, binario ed esadecimale. Perdire al compilatore in quale base viene espresso il nume-ro si utilizzano dei simboli davanti al numero (prefissi).Così se si scrive 100 senza prefisso si intende esprimereil numero 100 in decimale. Invece, se si digita: “%100”,si informa il compilatore che il numero è espresso informa binaria e che quindi vale, nel caso specifico, 4 indecimale. Scrivendo, invece, $100 si esprime il numeroin esadecimale e quindi il compilatore lo interpreta come

Famiglia Timers CCP Seriale A/D Comparatori

16C54 (*) 1 - - - -16C55 (*) 1 - - - -16C56 (*) 1 - - - -16C57 (*) 1 - - - -16C58 (*) 1 - - - -16C620 1 - - - 216C621 1 - - - 216C622 1 - - - 216C61 1 - - - -16C62 3 2 SI - -16C63 3 2 SI - -16C64 3 1 SI - -16C65 3 2 SI - -16C71 1 - - SI -16C73 3 2 SI SI -16C74 3 2 SI SI -16C84 1 - - - -17C42 4 2 SI - -17C43 4 2 SI - -17C44 4 2 SI - -

(*) = Non supportata dal compilatore Basic.

ti praticamente tutti i micro delle varie famiglie, ad ecce-zione della 16C5X, cioè la famiglia di livello più bassodei PIC; questo perché la particolare struttura della fami-glia 5X non permette l’utilizzo del codice generato dalcompilatore Basic. Dedichiamo dunque questa puntatadel Corso alla descrizione del PBC dellamicroEngineering Labs e vediamo subito come risultasemplice ed intuitivo controllare le linee diingresso/uscita.

GESTIONE DELLE PORTE DI I/O

Nel compilatore Basic, i piedini relativi alla porta Bsono identificati da Pin0 fino a Pin7. Così, quando adesempio in una istruzione si utilizza Pin3, si intende ilpiedino P3 della porta B. Le istruzioni che indirizzanodirettamente la porta B, quali High e Low, necessitano

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256 in decimale.

VARIABILIIl compilatore utilizza i registri del microcontrollore perallocarvi le variabili del programma. Questo significache il numero di variabili che può essere utilizzatodipende ovviamente dal tipo di micro utilizzato. Si pos-sono definire variabili di tipo Byte (8 bit) o di tipo Word(16 bit). Le variabili vengono identificate dalle sigle B0,B1, B2 e così via per le variabili byte, e da W0, W1, W2e così via per le variabili word. Le variabili W sonocostituite da due variabili B: W0 è costituita da B0 e B1,W1 da B2 e B3 e così via. Le due variabili B0 e B1 pos-sono essere anche utilizzate come variabili per i singolibit, identificati da Bit0, Bit1 ... fino a Bit15.

IL SET DI ISTRUZIONI DEL PBC

Il PIC Basic Compiler della microEngineering Labs ècaratterizzato da 37 istruzioni Basic che possono essereraggruppate in 5 gruppi funzionali.

Istruzioni per il controllo del flusso del programma:BRANCH Salto condizionato;CALL Chiamata ad una subroutine

in assembler;END Termina il programma;FOR..NEXT Ciclo;GOSUB Chiamata ad una subroutine in Basic;GOTO Salto incondizionato;IF .. THEN Condizionale;RETURN Ritorno da subroutine;PAUSE Ciclo di attesa per un tempo

specificato.

Istruzioni per il controllo dei piedini della porta B:BUTTON Legge lo stato di un pulsante

con antirimbalzo;HIGH Pone stato logico alto;LOW Pone stato logico basso;INPUT Inizializza pin come ingresso;OUTPUT Inizializza pin come uscita;REVERSE Inverte ingresso/uscita;TOGGLE Inverte lo stato logico di un pin.

Istruzioni per la lettura e scrittura di registri:PEEK Legge il contenuto di un registro;POKE Scrive il contenuto di un registro.

Istruzioni per la gestione delle periferiche:EEPROM Inizializza la E2PROM;I2CIN Lettura da dispositivo con bus I2C;I2COUT Scrittura su dispositivo con bus I2C;PULSIN Misura la durata di un impulso;

PULSOUT Genera un impulso di durata specificata;

PWM Genera un segnale PWM;READ Legge un byte dalla E2PROM;WRITE Scrive un byte sulla E2PROM;SERIN Ingresso seriale asincrono;SEROUT Uscita seriale asincrona;SOUND Genera un suono di una determinata

frequenza e durata.

Istruzioni varie:DEBUG Per introdurre frasi di debug;LET Assegna il risultato di una operazione

ad una variabile;LOOKDOWN Ricerca di un valore in una tabella;LOOKUP Prelevamento di un dato da

una tabella;NAP Pone il processo in modalità Sleep

per un breve intervallo di tempo;RANDOM Genera dei numeri casuali;SLEEP Pone il processore in Sleep per un

lungo intervallo di tempo.

Bene, a questo punto analizziamo dettagliatamente lesingole istruzioni supportate dal compilatore Basic esa-minando la relativa sintassi.

BRANCHQuesta istruzione permette di “saltare” a delle etichette(label) in funzione al valore assunto da una variabile.Sintassi: “BRANCH Offset (Label1, Label2 ...)”. Se off-set vale 0, il programma esegue l’istruzione caratterizza-ta dall’etichetta Label1; se vale 1 esegue la Label 2 ecosì via. Esempio: “BRANCH B5 (Etichetta1,Etichetta2, Etichetta3)”. Se B5 vale 0, il programmasalta a Etichetta1, se vale 1 esegue l’istruzione riportatadopo Etichetta2, se vale 2 esegue quella dopoEtichetta3. Se B5 assume un valore superiore a 2, il pro-gramma non esegue alcuna operazione.

BUTTONQuesta istruzione consente di leggere lo stato di uningresso effettuando anche la gestione dell’antirimbalzo.E’ possibile testare pulsanti che chiudono verso il posi-tivo di alimentazione o verso la massa, e “saltare” ad unacerta etichetta se il pulsante è premuto o non è premuto.Sintassi: “BUTTON Pin, Down, Delay, Rate, Var,Action, Label1”. Analizziamo il significato dei singoliargomenti dell’istruzione: Pin = Specifica quale piedinodella porta B deve essere utilizzato: è un numero da 0 a7; Down = Determina lo stato del piedino quando il pul-sante viene premuto, può assumere i due valori 0 o 1;Delay = Rappresenta il ciclo di conteggio prima di unsuccessivo auto-repeat; se Delay viene posto a 0, nonviene gestito l’antirimbalzo, se posto a 255 viene ese-guito l’antirimbalzo senza cicli di auto-repeat; Rate =Rappresenta il numero di volte che viene ripetuta l’ope-razione di lettura dello stato del pulsante (auto-repeat);Var = Indica la variabile che viene utilizzata per effet-

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tuare l’operazione di antirimbalzo; Action = Indica aquale stato del pulsante associare il salto ad una etichet-ta (0 = il salto avviene se il pulsante non è premuto; 1 =il salto avviene se è premuto); Label = Indica dove saltail programma se viene verificata la condizione specifica-ta da Action.

CALLConsente di richiamare delle subroutine in assembler.Quindi: “CALL Label1” esegue la subroutine assemblerche si trova all’etichetta Label1.

EEPROMQuesta istruzione serve per scrivere dei dati nelle loca-zioni EEPROM, ovviamente per i micro che prevedonotale tipo di memoria; le locazioni EEPROM specificatevengono scritte nel momento della programmazione.Sintassi: “EEPROM Location, (Constant, Constant, ...)”dove Location è l’indirizzo della prima locazione dimemoria da scrivere e Constant sono i dati da scrivere.Esempio: “EEPROM 3, (5,30,67)” significa che all’attodella programmazione, verranno memorizzate nellecelle di memoria EEPROM di indirizzo 3, 4 e 5 rispetti-vamente i numeri 5, 30 e 67.

ENDQuesta istruzione termina l’esecuzione del programma,facendo entrare il processore in modalità Sleep.

FOR ... NEXTI cicli for ... next permettono di eseguire un certo nume-ro di istruzioni per un numero definito di volte. La sin-tassi di questa istruzione è la seguente:

FOR Index = Start TO End [STEP [ - ] Inc] [Body]

NEXT [Index]

La variabile che tiene il conto di quante volte deve esse-re ripetuta una certa operazione è rappresentata da Indexche assumerà i valori che vanno da Start a End, utiliz-zando come fattore di incremento la variabile Inc. Leistruzioni che verranno ripetute sono quelle specificateda Body. Vediamo un esempio:

For B6 = 1 to 10High 0Pause 1000Low 0Pause 1000

Next B6

In questo caso il gruppo di istruzioni che vengono ese-guite sono le quattro comprese tra For e Next (High 0,Pause 1000, Low 0, Pause 1000); l’esecuzione di questeistruzioni pone prima un uno logico sul piedino PB0,attende 1 secondo e pone uno 0, attende quindi un altrosecondo. La variabile indice è B6, che viene incremen-tata da 1 a 10. Se anziché generare un incremento unita-

rio, si desidera incrementare di due ad ogni ciclo, è pos-sibile definire la variabile Inc in questo modo: “For B6= 0 to 10 step 2”.

GOSUBQuesta istruzione serve per richiamare una subroutineche inizia alla locazione di memoria definita con Label1.Sintassi: “GOSUB Label”. L’istruzione GOSUB è deltutto simile alla CALL dell’assembler. La subroutinedeve terminare con un comando di RETURN.

GOTOQuesta istruzione esegue lo stesso comando dell’istru-zione GOTO dell’assembler, provoca cioè un saltoincondizionato ad una determinata locazione.

HIGHConsente di settare un piedino di uscita della porta B.Quindi, ad esempio, l’istruzione: “HIGH 0”, pone alivello logico alto il piedino 0 della porta B.

IF .. THENLe istruzioni IF ... THEN sono utili per testare una con-dizione e saltare quindi ad una certa parte di programmase tale condizione è verificata. La sintassi è la seguente:“IF Comp THEN Label”. Se la condizione specificatada Comp è verificata, allora il programma prosegue allalocazione specificata da Label. La condizione vieneimpostata confrontando una variabile con un valore. Adesempio: “IF B0 > 50 THEN Label1”. Se il valore dellavariabile B0 è maggiore di 50, allora salta all’etichettaLabel1. In caso contrario, il programma prosegue nor-malmente ed esegue l’istruzione successiva.

INPUTServe per inizializzare un piedino della porta B comeingresso. Ad esempio: “INPUT 3” definisce il piedino 3della porta B come ingresso.

LETCon questa istruzione si assegna un valore ad una varia-bile. Vediamo qualche esempio: “LET B0 = 35” assegnaalla variabile B0 il numero decimale 35. La stessa ope-razione si sarebbe potuta anche scrivere: “B0 = 35” inquanto l’espressione LET può essere sottintesa. E’ anchepossibile utilizzare delle operazioni matematiche nel-l’assegnazione del valore alla variabile, ad esempio: “B0= B1 * 2”, oppure: “Pin2 = 0” che pone il piedino 2 dellaporta B a livello logico 0. Le operazioni riconosciute dalnostro compilatore Basic sono le seguenti:

+ Addizione- Sottrazione* Moltiplicazione** Moltiplicazione/ Divisione// RestoMIN MinimoMAX Massimo

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& And| Or^ Or esclusivo&/ Nand|/ Nor^/ Nor esclusivo

A proposito dell’operazione di moltiplicazione, occorrericordare che la moltiplicazione fra due numeri a 16 bitdà come risultato un numero a 32 bit. L’operatore *restituisce i 16 bit più bassi di tale numero a 32 bit. Cosìad esempio: “W1 = W0 * 1000”, esegue la moltiplica-zione per 1000 di W0 e pone il risultato in W1 (le varia-bili W sono infatti a 16 bit). L’operatore ** restituisceinvece i 16 bit più alti di una moltiplicazione a 16 bit.Quindi, l’operazione: “W2 = W0 * 1000”, pone i 16 bitpiù pesanti del risultato della moltiplicazione nellavariabile W2. Utilizzando quindi questi due operatori èpossibile ottenere una moltiplicazione fra due variabili a16 bit ottenendo il risultato a 32 bit.

LOOKDOWNSintassi: “LOOKDOWN Search, (Constant, Constant,... ), Var”. Con questa istruzione è possibile ricercare frauna lista di valori (Constant) la presenza del valoreSearch. Se viene trovata una uguaglianza, in Var vienerestituito l’indice della posizione.

LOOKUPSintassi: “LOOKUP Index, (Constant, Constant, ... ),Var” Se Index vale 0, Var assume il valore della primaConstant. Se Index vale 1, Var assumerà il valore dellaseconda Constant e così via.

LOWConsente di imporre un livello logico basso ad un piedi-no della porta B.

NAPPone il PIC in modalità Sleep per un breve intervallo ditempo, riducendo l’assorbimento di corrente del microal minimo. Sintassi: “NAP Period”, dove period, chepuò assumere i valori compresi tra 0 e 7, pone in Sleepil processore per tempi che vanno da 18 mS (NAP 0)fino a circa 2,3 secondi (NAP 7).

OUTPUTServe per definire un piedino della porta B come uscita.

PAUSESintassi: “PAUSE Period”. Questa istruzione consente diintrodurre un ritardo in millisecondi definito dalla varia-bile Period. Ad esempio, l’istruzione: “PAUSE 2000”ferma l’esecuzione del programma per un intervallo di 2secondi.

PEEKSintassi: “PEEK Address, Var”. Questa istruzione leggeil registro caratterizzato dall’indirizzo Address e pone il

contenuto di tale registro nella variabile Var.

POKESintassi: “POKE Address, Value”. L’istruzione POKEserve per scrivere un numero specificato da Value in unregistro caratterizzato dall’indirizzo specificato daAddress.

POTSintassi: “POT Pin, Scale, Var”. Con questa istruzione èpossibile leggere la posizione di un potenziometro colle-gato ad un piedino della porta B specificato da Pin. Il

potenziometro deve essere collegato a tale pin come illu-strato dallo schema seguente:In questo modo, il Basic misura il tempo di scarica delcondensatore sul potenziometro per rilevare la resisten-za del potenziometro stesso. Il termine Scale deve esse-re scelto in funzione della costante di tempo RC. Perpiccoli valori di tale costante, Scale deve assumere unvalore elevato; viceversa con alte costanti di tempo RCbisogna utilizzare valori bassi. Il dato acquisito vienememorizzato nella variabile Var.

PULSINCon questa istruzione è possibile misurare l’ampiezza diun impulso. La sintassi è la seguente: “PULSIN Pin,State, Var”, dove Pin indica come al solito quale piedinodella porta B deve essere utilizzato per effettuare lamisura; State indica (se a 0) che si misura l’ampiezzadel livello logico basso di un impulso, in caso contrarioche si misura la durata del livello logico alto; Var rap-presenta la variabile nella quale deve essere memorizza-to il risultato della misurazione. La variabile e quindi ilrisultato può essere a 8 o a 16 bit. Il valore viene misu-rato utilizzando come unità di misura le decine di micro-secondi.

PULSOUTSintassi: “PULSOUT Pin, Period”. Questa istruzionepermette di generare un impulso la cui durata è specifi-cata da Period (espresso in decine di microsecondi) sulpiedino definito da Pin. Poiché l’istruzione PULSOUTlavora complementando lo stato del piedino specificato,dallo stato iniziale presente sul pin prima di questa istru-zione dipenderà se l’impulso sarà generato a livello logi-co basso o alto.

PWMLa sintassi dell’istruzione PWM è la seguente: “PWMPin, Duty, Cycle”. Con questa istruzione si può genera-re un treno di impulsi su un piedino specificato da Pin.Ogni ciclo PWM è costituito da 256 passi, il duty cycle

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di tale treno di impulsi viene impostato con Duty da unminimo di 0% (Duty = 0) fino ad un massimo del 100%(Duty = 255). La variabile Cycle determina quanto volteviene ripetuto il ciclo.RANDOML’istruzione: “RANDOM Var” genera un numerocasuale che viene posizionato nella variabile Var.

READSintassi: “READ Address, Var”. Con questa istruzioneè possibile leggere una locazione di memoria EEPROM,specificata da Address, e porne il contenuto nella varia-bile Var.

RETURNViene utilizzata per terminare una subroutine invocatadall’istruzione GOSUB.

REVERSESintassi: “REVERSE Pin”. Con questa istruzione, se unpiedino era definito come ingresso, viene ridefinitocome uscita, e viceversa.

SERINConsente di ricevere dei dati seriali su di un piedino delmicrocontrollore. La comunicazione deve essere stan-dard asincrona con dati a 8 bit, senza parità e con un bitdi stop. Sintassi: “SERIN Pin, Mode, (Qual, Qual, ...)Item, Item, ...”. Pin indica il piedino da utilizzare perl’ingresso dei dati; Mode rappresenta la velocità di tra-smissione, cioè il baud rate, che può variare da 300 a9600 baud; Qaul rappresentano dei caratteri che devonoessere acquisiti prima di ricevere i dati veri e propri;Item sono le variabili dove vengono caricati i dati rice-vuti. Ad esempio con: “SERIN 1, N2400, (“A”), B0”, ilsegnale di ingresso seriale è applicato al piedino 1 dellaporta B; la comunicazione avviene a 2400 Baud(N2400) e, una volta che viene acquisito il carattere “A”,il successivo dato ricevuto viene posto nella B0.

SEROUTCon l’istruzione SEROUT è possibile trasmettere dei

dati serialmente; la sintassi è la seguente: “SEROUTPin, Mode, Item, Item ...”. Pin e Mode hanno lo stessosignificato dell’ istruzione SERIN; Item sono i dati dainviare.SLEEPL’istruzione: “SLEEP Period”, pone il PIC in modalitàsleep per un certo intervallo di tempo specificato daPeriod ed espresso in secondi (Period è una variabile a16 bit e quindi può assumere valori compresi tra 0 e65.535).

SOUNDCon questa istruzione è possibile generare un’ onda qua-dra di frequenza specificata. Sintassi: “SOUND Pin,Note, Duration”, dove Pin rappresenta il piedino dellaporta B utilizzato; Note rappresenta la nota da generare(i numeri da 0 a 127 rappresentano note di diversa fre-quenza, i numeri da 128 a 255 provocano la generazio-ne di rumore bianco); Duration rappresenta la duratadella nota generata.

TOGGLEConsente di invertire il livello logico presente su di unpiedino di uscita.

WRITECon questa istruzione è possibile scrivere una locazionedi memoria EEPROM. Sintassi: “WRITE Address,Value”, dove Address è l’indirizzo della locazioneEEPROM da scrivere e Value indica il valore da scrive-re nella cella di memoria.

DOVE ACQUISTARE LO STARTER KIT

Lo Starter Kit comprende, oltre al programmatorevero e proprio, un CD con il software (MPLAB,MPASM, MPLAB-SIM) e con tutta la documentazio-ne tecnica necessaria (Microchip Databook,Embedded Control Handbook, Application notes), uncavo RS-232 per il collegamento al PC, un alimenta-tore da rete e un campione di microcontrollore PIC.La confezione completa costa 390.000 lire IVA com-presa. Il CD è disponibile anche separatamente alprezzo di 25.000 lire. Il materiale può essere richiestoa: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

PER IL SOFTWARE

Il compilatore Basic della micro EngineeringLabs (cod. PBC PIC Basic Compiler) costa248.000 e viene fornito completo di manuale inlingua inglese. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina(MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.


Per proteggere la moto senza ricorrere ai tradizio-nali sistemi meccanici (catenacci, lucchetti, ecc.)non resta che affidarsi a dispositivi antifur-

to elettronici: ad esempio aquello che ci aggiungiamoa proporvi in questo arti-colo, realizzato conun particolaresensore magneti-co in grado di rile-vare lo spostamentodel veicolo con asso-luta precisione. In pra-tica, il nostro sensoremisura la variazione diposizione del veicolorispetto a quella assuntadallo stesso prima del-l’inserimento dell’allar-me. Il rilevatore consentedi dare l’allarme solo se sisposta effettivamente il veico-lo e non presenta i difetti dei classici sensoridi vibrazione; ciò è possibile grazie al particolare prin-cipio costruttivo del sensore che dispone internamente

di una serie di avvolgimenti di filo di rame che avvol-gono una cavità sferica, dentro la quale è libera di muo-

versi una pallina di mate-riale ferromagnetico.

Lo spostamento delsensore comportaun movimentodella sfera, cosic-ché ai capi del-l’avvolgimento sicrea una differen-za di potenzialepiù o meno inten-

sa, il cui valoredipende dalla posizione assunta: la lieve

tensione così ottenuta viene amplificata eraddrizzata dai circuiti interni fino a dare un

segnale logico sul piedino di uscita (OUT) che normal-mente si trova a zero, e passa a livello alto quando vienerilevato il movimento. E’ possibile regolare la sensibi-lità del dispositivo semplicemente con un trimmerposto tra il piedino GAIN e massa, con il quale si varial’amplificazione dei circuiti interni che rilevano la ten-sione determinata dal movimento della sfera metallica.Le ottime prestazioni e le caratteristiche costrutti-

ON THE ROAD

ANTIFURTO MOTOCON SENSORE

DI SPOSTAMENTOGestito da un solo integrato, impiega un sensore di spostamento per rilevare il

tentativo di furto e può essere utilizzato per proteggere moto e ciclomotori;dispone di una chiave codificata per l’attivazione e lo spegnimento, di

un’uscita per la sirena e funziona indifferentemente a 6 e a 12 volt.

di Francesco Doni


schemaelettrico

ve rendono il sensore adatto a lavorarein tutte le condizioni nelle quali i tradi-zionali contatti a molla o i sistemi pie-zoelettrici mostrano i loro limiti: adesempio in luoghi umidi o esposti agliagenti atmosferici (non alla pioggia, ameno di non eseguire montaggi sta-gni...) dove l’ossidazione è sempre inagguato e può colpire facilmente idispositivi elettromeccanici; o ancora,dove non è semplice posizionare l’ele-mento sensibile e bisogna adattarsi.Insomma, il nostro sensore rappresen-ta la soluzione per realizzare un allar-me per motocicli o comunque per vei-coli; per questo abbiamo deciso di pro-porre un progetto che lo veda “protago-nista”, facendo però gestire i suoisegnali e ciò che ne segue da un micro-controllore opportunamente program-mato. Prima di analizzare il circuito, diqueste pagine vogliamo spiegare breve-mente il funzionamento del sistema diallarme, in modo da comprenderne piùfacilmente i vari stadi. Per attivare edisattivare l’impianto di allarme abbia-

due resistenze in una presa jackmediante un apposito spinotto; quandole tensioni combaciano con quelle diriferimento, il sistema viene spento seera attivo, o attivato se era spento. Aconferma delle operazioni di inseri-mento la sirena emette 1 beep mentreper confermare la disattivazione, ven-gono generati 2 beep oppure 4 se ilsistema ha registrato una causa di allar-me nel periodo di attivazione. Quandol’allarme viene inserito, il sistema veri-fica lo spostamento della pallina del

quando lo si abbandona. Qualora ilsensore rilevi uno spostamento, produ-ce un impulso a livello logico alto sulpiedino OUT, segnale che il microcon-trollore elabora attivando la sirena percirca 30 secondi. In condizioni di ripo-so (allarme disinserito) il consumo èridotto al minimo. Bene, giunti a que-sto punto possiamo analizzare lo sche-ma elettrico per vedere nei dettaglicome è fatto e come funziona il nostroantifurto. Notate prima di tutto l’eleva-ta semplicità circuitale ottenuta affi-dando la gestione delle temporizzazio-ni e della codifica della chiave ad unsolo integrato, un microcontrolloreST6220 della SGS-Thomson.L’elemento sensibile è U3 che disponedi quattro terminali a cui fanno capo leseguenti funzioni: “+” è il positivo dialimentazione (+5 volt), “-” è il termi-nale di massa, OUT è l’uscita (normal-mente a zero logico) e GAIN il pin dicontrollo della sensibilità, al qualeabbiamo collegato un trimmer la resi-stenza del quale determina il guadagno

mo previsto una chiave codificata ditipo analogico: un doppio partitore ditensione viene realizzato inserendo

sensore solamente tre secondi dopol’attivazione: questa pausa serve perconsentire l’assestamento del veicolo

dell’amplificatore interno e perciò lasoglia di intensità delle vibrazioni allaquale l’uscita commuta da zero al livel-


flow chartdel programma

memorizzatonell’ST6260

lo alto. Il micro U1 provvede a rilevaregli impulsi generati dal sensore e avviai programmi in base alla condizione in

cui si trova; gestisce inoltre la chiave diattivazione e disattivazione che questavolta non è digitale ma analogica: la

combinazione si ottiene con due preci-si valori di tensione ai piedini 15 e 14(rispettivamente PB0 e PB1) determi-


nati dai partitori formati dalle resisten-ze RX ed RY interne (su scheda) edesterne (sulla chiave). Nella pratica lachiave di attivazione sarà compostadalle RX ed RY esterne montate all’in-terno di uno jack stereo, collegate inmodo che abbiano un capo in comunecollegato a massa e i capi liberi colle-gati ciascuno ad uno dei pin del micro-controllore. L’uso di una chiave localeè abbastanza giustificato e pratico, siaper le moto che per ogni altro veicolo,ed è tale da semplificare notevolmenteil circuito riducendone le dimensioni aquelle che potete vedere nelle foto e neidisegni. Il funzionamento del sistema achiave è bistabile ed è forse la parte piùcomplessa: è per questo che lo andiamoad esaminare subito in modo da chia-rirne ogni aspetto. Il sistema utilizzautilizzando l’A/D converter internoall’ST6220 che è ad 8 bit ed ha quindiuna risoluzione teorica di 256 combi-nazioni; elevando per due, quanti sono

gli ingressi di lettura (i piedini 14 e15...) la sicurezza sarebbe garantita daben 65536 combinazioni. Tuttavianella pratica non è possibile utilizzaretutti i possibili valori, poiché occorre

considerare sia la tolleranza delle resi-stenze che l’errore del convertitore A/Ddel micro. Perciò abbiamo deciso dilimitare i passi della misura a dimen-sioni realistiche, così da avere marginipiù larghi di quelli consentiti dalla tol-leranza (pur bassa...) dell’1% dovuta airesistori. In definitiva sono stati impo-sti dei “salti” di 100 millivolt da unvalore al successivo, e la scala dellemisure agli ingressi PB0 e PB1 è costi-tuita da 50 valori per ciascuno di que-sti: otteniamo così 2500 combinazioni,sufficienti a garantire un elevato livellodi sicurezza. Nei dettagli, quando ilmicrocontrollore esegue la misura delvalore di tensione ai piedini 15 e 14provvede ad applicare una tolleranza dicirca 100 millivolt (97,8 mV) in più oin meno, in modo da mettersi al riparodall’imprecisione dei componenti. Leoperazioni si svolgono nel seguentemodo: all’inizio avviene il campiona-mento usando RX ed RY interne, quin-

COMPONENTI

R1: 22 Ohm 1 wattR2: 100 KohmR3: 10 KohmR4: 10 KohmR5: 47 Kohm

trimmer MOR6: 2,2 KohmR7: 10 KohmRX: (vedi testo)

RY: (vedi testo)C1: 470 µF 25 VL

elettrolitico rad.C2: 100 nF multistratoC3: 220 µF 16 VL

elettrolitico rad.C4: 1 µF 16 VL

elettrolitico rad.C5: 22 pF ceramicoC6: 22 pF ceramicoC7: 100 nF multistrato

Q1: Quarzo 2 MHz

Varie:- zoccolo 10+10 pin;- morsetto 3 poli passo 5mm (3 pz.);- presa jack stereo;- spina jack stereo;- circuito stampato cod. S242.

D1,D2,D3: 1N4007D4,D6: 1N4007D5: 1N4148DZ1: Zener 5,1V

0,5 wattT1: IRF540U1: ST6260

(software MF242)U2: Regolatore 7805U3: Sensore di sposta-mento Roll 2

l’allarme per moto in pratica

Vista interna del sensore magneticodi spostamento; si noti la serie diavvolgimenti di filo di rame che

avvolgono la cavità sferica.


in RAM, e se rientra nel range si ha l’e-sito positivo, mentre in caso contrario ilconfronto fallisce. Un esempio puòchiarire tutto: rammentando che l’A/Dconverter ha una capacità di 256 unitàda 19,5 millivolt sull’intera alimenta-zione di 5 volt, ipotizziamo di realizza-re al piedino 15, mediante RX dellachiave, una tensione di 1,95V; il corri-spondente valore decimale è 1,95 /0,0195 = 100. Supponiamo che ilnumero campionato all’inizio, con laRX su scheda, sia 102, cioè circa 2volt. Per applicare la tolleranza (pari a10 unità, quindi a 196 mV) un’apposi-ta routine provvede a togliere cinqueunità al valore letto, portandolo a 95;dopo incrementa di un’unità per voltafino a 10, cioè fino ad un massimo di105. Appena il numero letto dalla chia-ve eguaglia quello campionato all’ini-zio l’incremento si ferma e viene atti-vato il comando, perché il confronto èstato positivo. Nel caso dell’esempio,

range di quello misurato al piedino 15con la chiave, diminuito e aumentato di5, l’esito è negativo e non avvienealcun comando da parte del sistema diaccesso codificato. Vediamo adesso

lo basso il PA3 (pin 16) e rileva la ten-sione determinata dai partitori R3/RXed R4/RY sui piedini 15 e 14 con lachiave staccata (pertanto lo spinottocontenente le RX ed RY esterne devestare fuori dalla presa jack, almeno nel-l’istante di accensione dell’antifurto)convertendo e memorizzando in formabinaria i due valori letti. Subito doporilascia e mette in 3-state il pin 16, iso-lando le RX ed RY su scheda, e dispo-nendosi ad accettare il confronto con lachiave a spinotto che verrà inserita dal-l’utente nella presa jack. A questopunto l’eventuale confronto dei valoripotrà attivare il sistema, a patto che ivalori delle resistenze RX ed RY dellachiave combacino con quelli sullostampato: insomma, i potenziali suipiedini 15 e 14 dovranno essere glistessi di quelli campionati ed acquisitiall’accensione, con uno scarto minimo(±100 millivolt). Se il confronto daràesito positivo si avranno le seguenti

la chiave di attivazione

massa

massa

Rx

Rx

Rx

Ry

Ry

Ry

Rx

Per completare il sistema d’allarme è necessario preparare la chiave elettro-nica che servirà come strumento per attivare e disattivare il circuito. Alloscopo, potete utilizzare uno spinotto jack stereo in cui inserirete le due

resistenze di valore uguale ad RX e RY montate sulla basetta. Per leconnessioni seguite gli schemi di cablaggio riportati in questo box.

Rx, collegatatra la massa

e il secondoterminale

Ry, collegata tra la massa

e un terminale

di si esegue la misura di un ingresso eviene convertito il relativo valore ditensione nel corrispondente numerobinario a cui vengono tolte 5 unitàdecimali; poi viene fatto il confrontocon il valore campionato per quell’in-gresso, memorizzato precedentemente

la lettura di 1,95 volt è compatibile conquella iniziale di 2 V in quanto ilcampo attorno a 100, cioè 95÷105,comprende 102 che è il corrispondentedigitalizzato dei 2 volt. Se invece ilvalore campionato all’accensionedovuto alla RX interna non rientra nel

come funziona il software per la gestio-ne della chiave e del resto dell’antifur-to; le fasi sono le seguenti: dopo l’ac-censione ed il reset iniziale, il micro-controllore inizializza gli I/O configu-rando i piedini 12, 14 e 15 come ingres-si, e 16 e 19 come uscite. Pone a livel-

massa

Per segnalare la condizione diallarme abbiamo utilizzato unaminisirena in grado di generare

una pressione acustica di 105 dBm.La sirena misura 43 x 43 x 59 mm e

può essere alimentata a 6 o 12 V.

volt la corrente passa tranquillamentedal D4, mentre nel caso di alimentazio-ne a 6V il regolatore viene isolato.Tuttavia la presenza del diodo determi-na una caduta di 0,6 volt, che va com-pensata elevando il potenziale all’usci-ta, ed è per questo che abbiamo inseri-to D3 fra il piedino M del regolatore ela massa: in tal modo si alza di 0,6V ilriferimento dato al regolatore U2, cheperciò dà 5,6 volt, ridotti a 5 dopo ildiodo D4. Tutto chiaro? Questa sezione


azioni locali: il microcontrollore atti-verà per circa un secondo l’uscita rela-tiva al piedino 19 portandola a livelloalto e polarizzando così il gate delmosfet T1, il quale andrà ad alimentarela piccola sirena che emetterà unabreve nota acustica per confermarel’attivazione della centralina. Notateche abbiamo usato un mosfet piuttostoche un transistor bipolare per ridurre lacaduta e disporre della massima tensio-ne sulla sirena, in modo da ottenere lamigliore resa acustica possibile. Notateancora che dopo l’inserimento ilsoftware controlla non solo l’ingressorelativo all’U3, ma anche i piedini 14 e15, per verificare se la chiave vieneancora inserita: in questo caso, se ilconfronto è positivo, provvede alladisattivazione dell’antifurto.Analizziamo ora la sezione di program-ma relativa al funzionamento normale,che sia avvia dopo l’attivazione. Ilmicro U1 inizia a monitorare il segnaledi uscita del sensore a vibrazione U3,finora ignorato: quando sul pin 12 rice-ve un impulso a livello logico alto atti-va la fase di generazione dell’allarmelocale ponendo ad 1 logico la solitauscita PA0 (il piedino 19) e polarizzan-do il mosfet che conduce ed accende lamini-sirena per circa 30 secondi, tra-scorsi i quali la routine si azzera eriparte se l’U3 fornisce ancora unimpulso positivo. Per disattivare l’anti-furto, sia quando si trova attivo ma nonin allarme, sia durante l’accensionedella sirena (cioè in condizione di allar-me) basta reinserire la solita chiave aspinotto: se la mini-sirena stava suo-nando viene bloccata ed il relativotimer viene posto a zero. In ogni caso,a seguito del disinserimento della cen-

particolare cura è stata riposta affinchéil nostro antifurto potesse lavorareindifferentemente a 6 o 12 volt, adat-tandosi perciò sia alle moto ed ai ciclo-motori, che agli autoveicoli. Operandosu impianti elettrici a 12V bisogna uti-lizzare il relativo ingresso (+12V)applicandovi l’alimentazione rispettoalla massa comune; il diodo D1 proteg-gerà il circuito se, per errore, venisseinvertita la polarità. Il condensatore C1serve da filtro contro disturbi e residui

Tracciarame in

dimensionireali.

i collegamenti verso il mondo esterno 6 V

+

-12 V

tralina vengono emesse due note acu-stiche se non vi è stato allarme duranteil periodo in cui è stata accesa, o unasequenza di 4 se invece il sensore hagenerato almeno un impulso innescan-do l’allarme stesso. A seguito dellospegnimento il micro ST6220 esegue ilprogramma di riposo, cioè non consi-dera eventuali segnali in arrivo dal sen-sore a vibrazione ma si limita a con-trollare i piedini 14 e 15, ingressi dellachiave, sempre attivi. Per quantoriguarda la sezione di alimentazione

di alternata del generatore del veicolo,mentre il regolatore integrato (7805)ricava 5,6 volt ben stabilizzati, che siridurranno a 5V dopo il diodo D4.Osservate la particolare configurazionedi questa parte del circuito: abbiamoposto un diodo al silicio in serie al pie-dino OUT dell’U2 perché se si alimen-tasse la centralina a 6 volt dal relativoingresso (+6V) l’uscita del regolatoreverrebbe sottoposta a tale differenza dipotenziale e ne risentirebbe; con ildiodo, invece, usando la sezione a 12

del circuito fornisce, in ogni caso, i 5volt stabilizzati alla logica, ovvero almicrocontrollore ed al sensore; la sire-na funziona invece con la tensione diingresso, sia essa di 6 o 12V, spostandoopportunamente il ponticello JP edusando un componente adatto. Quantoal funzionamento a 6 volt, l’alimenta-zione va applicata al punto +6V rispet-to alla massa comune, quindi il diodoD2 provvede al solito a proteggere dal-l’eventuale inversione di polarità, men-tre lo Zener stabilizza a 5,1V la diffe-


6V. Il microcontrollore ST6220 funzio-na con il solito quarzo ed i condensato-ri di compensazione tra i piedini 3/4 emassa, necessari tutti all’oscillatoreprincipale; la rete di auto-reset all’av-viamento è ottenuta con R2 e C4, cheinizialmente danno un impulso a zerologico al pin 7 (RST) mentre il diodoD5 serve per scaricare rapidamente ilcondensatore quando si stacca l’ali-mentazione del circuito, evitando chegiunga tensione inversa al predetto

ingresso di reset. Giunti a questo puntonon abbiamo altro da aggiungere circala teoria di funzionamento dell’antifur-to, e passiamo perciò a descriverne larealizzazione partendo dalla realizza-zione del circuito stampato, sul qualeprenderanno posto i componenti: inqueste pagine trovate illustrata la trac-cia a grandezza naturale che vi serviràper ricavare la pellicola per la fotoinci-sione o una copia da ricalcare diretta-mente sul lato ramato per procedere

renza di potenziale che farà funzionarela logica; R1 è la resistenza di cadutache limita la corrente nel DZ1. Notateancora il ponticello JP, utilizzato perselezionare la tensione di lavoro dellamini-sirena che andrete a collegare aipunti di uscita: spostato verso 12Vporta la differenza di potenziale pre-sente all’ingresso +12V (dopo il diododi protezione) al circuito della sirena;usando invece l’alimentazione a 6 voltc.c. bisogna spostare JP verso il punto

L’antifurto prevede una chiave di attivazione che può esserecostruita utilizzando un normalespinotto jack. Il relativo connettorejack femmina andrà montato sulcruscotto della moto.


con il metodo manuale. In ogni caso,incisa e forata la basetta e procuratoquanto serve potete iniziare il montag-gio inserendo e saldando le resistenze ei diodi (ricordate che per questi ultimila fascetta indica il catodo): rammenta-te che RX ed RY vanno scelte con tol-leranza dell’1% e dovranno essereuguali a quelle che poi metterete nellachiave. Continuate montando il trim-mer orizzontale e lo zoccolo per ilmicrocontrollore (10+10 pin dip) chedovrà essere tenuto con la tacca rivoltacome indicato nel disegno di questepagine; proseguite inserendo e saldan-do i condensatori (attenzione alla pola-rità degli elettrolitici) il regolatore inte-grato 7805 (la sua aletta metallica deveessere rivolta a D3 e comunque all’e-sterno dello stampato) il mosfet dipotenza T1 (da posizionare con il latometallico verso R7) ed il quarzo. Il sen-sore va montato per ultimo, facendoloaderire bene alla superficie della baset-ta e saldandone uno ad uno i quattropiedini: per essere certi di posizionarlocorrettamente osservate la disposizionecomponenti che vi mostra dove devestare l’angolo smussato. Infine, peragevolare le connessioni con la sirena,con la chiave e per l’alimentazione,consigliamo di montare delle morset-tiere a passo 5 mm da c.s. in corrispon-denza delle piazzole d’uscita; fattoquesto dovete procurarvi una presajack da pannello da 3,5 o 6,3 mm pur-ché stereo, cioè con 3 contatti e colle-garla con altrettanti spezzoni di filo dirame isolato allo stampato in questomodo: l’elettrodo di massa (anello) vaalla piazzola di massa (punto T) quellopiù interno alla X e l’altro alla Y.

L’ordine di questi ultimi può essereinvertito, salvo il fatto che dovetescambiare anche la posizione delleresistenze RX ed RY. A questo punto ilcircuito è pronto per l’uso, e dovetesoltanto decidere come alimentarlo: selo montate su una moto o un ciclomo-tore con impianto a 6 volt applicate latensione tra il morsetto +6V e massa,quindi ponticellate il centrale del JPcon il 6V ed utilizzate una mini-sirena,magari piezoelettrica, adatta a lavorarecon 6 volt; se invece l’installazione lafate su un veicolo con rete elettrica a 12volt usate i morsetti +12V e massa,chiudendo JP tra centrale e 12V e ado-perando la sirena da 12 volt.Completate tutte le connessioni l’anti-furto è pronto per l’uso e potete mon-tarlo in sede stabile.

INSTALLAZIONEE COLLAUDO

Per realizzare un montaggio affidabileè necessario inserire il circuito inun’apposita scatola di plastica, magaria tenuta stagna (vanno bene quelledella Gewiss o Legrand per impiantiesterni) in modo che non prenda acquao umidità. Fissate bene la centralina inmodo che non si possa muovere e chesia solidale con il telaio in modo darilevare ogni spostamento, e protegge-te, nascondendole adeguatamente, tuttele connessioni, ad evitare che qualchemalintenzionato riesca a sabotarlafacilmente. Dovete quindi pensare alla chiave, chepotete realizzare semplicemente conuno spinotto adatto al jack collegatoallo stampato: apritelo, prendete due

resistori di valore uguale ad RX ed RYche avete scelto, quindi saldate RX tral’elettrodo corrispondente all’X dellapresa ed RY su quello che coincide conl’Y; unite i capi avanzati e stagnateli alterminale relativo al contatto di massa,ovvero a quello più vicino al coperchio.Fatta anche questa operazione è tuttopronto: isolate bene le resistenze, bloc-candole e separandole con nastro adesi-vo o silicone sigillante, quindi rimette-te l’involucro alla spinetta magari dopoaverlo forato per infilarvi un anello daportachiavi, che vi permetterà di porta-re dietro la chiavetta senza disturbo.Per il collaudo, una volta terminatal’installazione e verificato che ognicosa stia al proprio posto, potete daretensione (montate magari un interrutto-re nascosto) e, trascorso qualche istan-te, infilate lo spinotto nella presa jack:se avete fatto bene le cose l’antifurtoverrà inserito, condizione evidenziatadall’emissione di una nota acustica daparte della mini-sirena. Se non uditealcun suono controllate i collegamentie la polarità della sirena stessa, quindila posizione dei resistori all’internodella chiave. Se invece va tutto beneestraete lo spinotto ed aspettate circatre secondi, durante i quali il sistemadeve risultare insensibile, quindi prova-te a scuotere il veicolo fino a far scatta-re l’allarme e con esso la sirena, chedovrà suonare per circa mezzo minuto.Rammentate che avete a disposizione iltrimmer R5 per regolare la sensibilitàdel sensore, scegliendo a che puntodeve attivarsi: insomma, potete decide-re se fare entrare in funzione il circuitoper un lieve spostamento, oppure sol-tanto quando viene fortemente solleci-tato. La regolazione è particolarmenteimportante perché permette di evitare ifalsi allarmi prodotti ad esempio dal-l’urto di un passante o dalle vibrazioniprodotte dal passaggio di un autobus odi un camion, oppure di tram, treni,ecc. Trovato il punto giusto fate ancoraqualche prova quindi disattivate la cen-tralina, anche durante l’allarme, infi-lando ancora il jack nella presa: subitodeve tacitarsi la sirena o comunquetutto deve tornare a riposo. Ricordateche nel caso non sia stato registratoalcun allarme verranno emessi 2 beep,mentre se già avete fatto suonare lasirena le note acustiche dovranno esse-re in tutto quattro.

ANCHE IN SCATOLA DI MONTAGGIOL’antifurto moto con sensore di spostamento è disponibile in sca-tola di montaggio (cod. FT242K) al prezzo di 88.000 lire. Il kitcomprende tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, ilmicrocontrollore programmato, il sensore di spostamento, la sire-na piezoelettrica da 105 dBm, una presa jack stereo da pannello eun connettore jack stereo maschio volante (in luogo della chiave diattivazione/disattivazione). Il sensore di spostamento (cod.ROLL2) e il microcontrollore programmato (cod. MF242) sonodisponibili anche separatamente rispettivamente a 29.000 e 35.000lire. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.


Quante cose consente di fare la rete GSM! Negliultimi numeri della rivista abbiamo presentato un

progetto per la localizzazione remota che permette diseguire, a distanza, gli sposta-menti di qualsiasi veicolo edun sistema di controlloambientale per ascoltarequanto viene detto all’internodella vettura. Nel primo casoabbiamo sfruttato il canaledati della rete GSM, nelsecondo quello audio.Questo mese presentiamoun altro progetto che con-sente di conoscere lo statodi dispositivi remoti non-ché di attivare, sempre adistanza, magari amigliaia di chilometri,apparecchiature elettricheo elettroniche. Questo pro-getto utilizza, per lo scambio deidati tra le unità, il canale di control-lo lungo il quale viaggiano i cosiddetti SMS ovvero gliShort Message. Questa particolare tecnica presentanotevoli vantaggi, facilità d’uso e costi contenuti.

Inoltre, da alcuni mesi, la possibilità di inviare SMS èstata estesa anche ai telefonini con carte prepagateaprendo nuove opportunità per le ragioni che vedremo

tra poco. Ma torniamo al progetto di questo mese,ovvero al nostro sistema di telecontrollo che può

essere utilizzato nei campi piùdisparati. Diciamo subi-

to che, nella maggiorparte delle applicazioni, ilsistema è composto daun’unità centrale e dauna o più unità remote e

che l’unità centrale com-prende un PC ed un

modem/cellulare GSMmentre ciascuna unità remota

impiega un modem/cellulareGSM e la scheda di interfaccia

descritta in queste pagine.Quest’ultima dispone di tre ingres-

si e tre uscite ed è in grado di svolgerenumerose e complesse funzioni pur utiliz-

zando un microcontrollore di limitate presta-zioni. Quando uno dei tre ingressi diventa attivo, il cir-cuito dispone l’invio alla centrale operativa o a qualsia-si altro cellulare GSM di un messaggio con evidenzia-

RETI GSM

TELECONTROLLOREMOTO

CON SHORT MESSAGEUtilizziamo lo Short Message Service per realizzare un sistema di telesorveglianza

in grado di controllare qualsiasi tipo di apparecchiatura remota. L’interfacciadispone di tre ingressi e tre uscite, si programma a distanza ed implementa

anche la funzione di polling.

di Alberto Ghezzi


to la variazione dello stato; tale mes-saggio può essere inviato più di unavolta. Risulta così possibile crearefacilmente una rete di telesorveglianzacompletamente automatica.Immaginiamo, ad esempio, di dovercontrollare da una sede operativa unaserie di centraline antincendio sparsesul territorio e distanti decine di chilo-metri. Se colleghiamo a ciascuna cen-tralina una unità GSM, in caso di allar-me verrà inviato uno SMS verso la sta-zione di controllo la quale evidenzieràimmediatamente l’allarme.Disponendo di tre ingressi è possibileinviare altri messaggi di allarme oltre alprimo (ad esempio, black-out elettrico,intrusione non autorizzata, anomalie divario genere, eccetera). Con lo stessosistema potremo monitorare, ad esem-pio, una rete di distributori automatici

oppure gli impianti di allarme di unnumero teoricamente infinito di abita-zioni, uffici e negozi. In quest’ultimocaso l’impiego di un sistema via radiooffre garanzie di sicurezza sicuramentesuperiori rispetto ai tradizionali combi-natori telefonici che utilizzano la retefissa commutata. Ma non è finita qui.Finora abbiamo parlato esclusivamentedegli ingressi dell’interfaccia senzaoccuparci delle uscite che, in molticasi, sono non solo utili ma addiritturaindispensabili. Pensiamo, ad esempio,al controllo a distanza di serre: tramitele uscite (in funzione degli allarmi per-venuti), potremo aumentare o diminui-re la temperatura, la ventilazione, ecce-tera. Le possibili applicazioni sonoinnumerevoli anche perché il nostrosistema è facilmente adattabile a qual-siasi esigenza. Un’altra funzione che

implementa il nostro sistema è il cosid-detto “polling”, un’opzione tanto sem-plice quanto utile, soprattutto negliimpianti di allarme veicolari. Di cosa sitratta è presto detto. Immaginiamo dicollegare una nostra unità remotaall’impianto di allarme di un veicolo;se l’antifurto entra in funzione inviatramite il sistema visto in precedenzauno Short Message di allarme alla cen-trale operativa. Se abbiamo a che farecon un ladro “tecnologico” è probabileche il messaggio non giunga mai: sonoinfatti abbastanza diffusi, in certi“ambienti”, particolari dispositivi ingrado di disturbare il corretto funziona-mento delle trasmissioni GSM. Si trat-ta dei cosiddetti phone-jammers inlibera vendita in molti paesi (non inItalia): piccoli trasmettitori radio natiper schermare ambienti limitati (ospe-dali, ristoranti, teatri, cinema) che qual-cuno utilizza per scopi meno leciti.Altri ladri meno “tecnologici” ma

ugualmente preparati, prima di tentareil furto di un TIR staccano (spaccando-le) tutte le antenne visibili impedendoal messaggio di allarme di giungerealla centrale operativa. In questi casinon resta che ricorrere al “polling”: ilveicolo invia con una cadenza prefissa-ta (ogni minuto, ogni 5 minuti, eccete-ra) un messaggio col quale comunicaalla centrale operativa che tutto è OK.Il programma della stazione base veri-fica che il messaggio giunga con la giu-sta cadenza: in caso contrario lancial’allarme. Ovviamente i due sistemipossono coesistere, e la centrale entrain allarme oltre che per l’assenza delsegnale di polling anche per un’even-tuale SMS di allarme inviato dal veico-lo. Tutte le funzioni relative ai messag-gi, le temporizzazioni, i numeri aiquale mandare i messaggi possono

il modem GSM utilizzatoIl progetto descritto in queste pagineutilizza ancora una volta un telefonocellulare un po’ particolare: si trattadel modello WM01 prodotto dallafrancese Wavecom. Definire ”cellula-re” questo dispositivo non è moltocorretto dal momento che abbiamo ache fare con un modem GSM ovverocon un dispositivo che funziona comeun telefono cellulare ma che è desti-nato prevalentemente alla trasmissio-ne dati e quindi non dispone né ditastiera né di display e tutte le funzio-ni vengono attivate tramite la portaseriale mediante istruzioni AT stan-dard per il settaggio del modem e ATestese per il GSM. Al posto delmodello WM01 è possibile utilizzareil Falcom A1 prodotto dalla tedescaFunkanlagen: i due dispositivi sonoperfettamente uguali tra loro.


telefonino e cella del ponte radio.Attraverso questo canale viaggiano lechiamate, i dati identificativi della SIMe del telefono, e tutti gli altri dati che siscambiano l’unità remota e la stazionebase. Esiste poi un altro canale comple-tamente separato dal primo sul qualeviaggia il segnale audio digitalizzato;nel caso di estensione dati/fax esistonoaltri due canali sui quali viaggiano leinformazioni relative. Da quanto appe-na descritto è evidente che i messaggiche viaggiano sul canale di controllonon sono alternativi a quelli audio odati; ciò significa, ad esempio, che èpossibile utilizzare contemporanea-mente il canale audio e quello di con-trollo per inviare gli SMS. Questacaratteristica è molto importante inquanto consente di inviare tramite lostesso mezzo (la rete GSM) due diffe-

renti informazioni. Ma torniamo al ser-vizio SMS. La lunghezza massima deimessaggi è compresa tra 140 e 160caratteri a seconda del numero di bitutilizzati per ciascun carattere (8 oppu-re 7). E’ possibile inviare i messaggi informato testo o col protocollo PDU. Imessaggi non possono essere inviatidirettamente da un cellulare ad un altroma bisogna fare uso del cosiddetto“centro servizi” del gestore: in praticail messaggio viene inviato al computercentrale della rete che si incarica poi ditrasmetterlo al destinatario. Questaprocedura un po’ particolare è giustifi-cata dal fatto che tramite il canale dicontrollo della rete GSM è possibileinviare anche altri tipi di messaggi(tipicamente fax, conferme di ricezioneed altro) che vengono gestiti e smistatiproprio dal computer centrale. Per que-

essere programmati a distanza. In altreparole l’unità remota è inizialmentevergine, tutti i parametri operativi ven-gono programmati a distanza. Come?Ovviamente tramite SMS, da inviaremediante la centrale operativa o uncomune telefonino. A questo punto,prima di occuparci più in dettaglio del-l’interfaccia, è opportuno approfondirela conoscenza di questo servizio, loShort Message Service, appunto.Questa tecnologia consente di inviareda un cellulare ad un altro un brevemessaggio che può essere digitato conla stessa tastiera del telefonino o, nelcaso di modem/cellulari o connessionitramite PCMCIA, mediante la tastieradi un computer. Dal punto di vista tec-nico, i dati dello Short Message viag-giano sul canale di controllo ovvero suquel canale radio sempre aperto tra

schema elettrico


sto motivo è necessario - per poter usu-fruire del servizio - impostare nel ter-minale GSM il numero del centro ser-vizi. Nel caso di abbonati TIM talenumero corrisponde a +393359609600mentre per l’Omnitel il numero è+393492000200 per gli abbonati il cuinumero di telefono inizia con 2, 4, 5 e7 e +393492000300 negli altri casi.Questa impostazione va fatta una voltaper tutte ed il numero del centro servi-zi non verrà più richiesto. In un norma-le telefonino l’impostazione del nume-ro del centro servizi avviene selezio-

nando i menu “Messaggi”,“Impostazione messaggi”, “Centro ser-vizi”. Da notare che questa impostazio-ne è indispensabile per poter trasmette-re i messaggi mentre non è necessariaper la sola ricezione. Questo fatto èmolto importante in quanto, comevedremo in seguito, consente di pro-grammare a distanza, proprio con unSMS, il numero del centro servizi in unterminale remoto con SIM vergine. Perinviare un messaggio con un normaletelefonino bisogna selezionare i menu“Messaggi”, “Editor messaggi” e poi

digitare il messaggio con la tastiera; aquesto punto bisogna scegliere l’opzio-ne “Invia Messaggio” e digitare ilnumero del telefonino al quale è desti-nato il messaggio. Utilizzando unmodem/cellulare del tipo di quelli danoi impiegati in questo progetto, laselezione del destinatario ed il tipo dimessaggio è affidato ad un sistema amicrocontrollore il quale agisce in fun-zione del tipo di programmazione edello stato degli ingressi. Come si vedenelle illustrazioni, il nostro terminaleGSM remoto è composto da un

il cablaggio dell'interfacciaCOMPONENTI

R1,R2,R3: 2,2 KohmR4,R6,R8: 100 OhmR5,R7: 10 KohmR9: 4,7 KohmR10,R12,R14: 18 KohmR11: 22 KohmR13,R15,R17: 22 KohmR16: 2,2 KohmR18: 2,2 KOhmR19: 22 KohmR20: 2,2 KohmR21: 22 KohmR22: 4,7 KohmC1: 1.000 µF 25 VL elettroliticoC2: 100 nF multistratoC3: 100 nF multistratoC4: 470 µF 16 VL elettroliticoC5: 22 pF ceramicoC6: 22 pF ceramicoC7: 1 µF 63 VL elettroliticoC8: 1 µF 63 VL elettroliticoC9: 1 µF 63 VL elettroliticoL1: VK200D1,D2,D3: 1N4007DZ1: Zener 5,1V 0,5WT1,T2,T3,T4: BC547BU1: 7805U2: PIC16C84 (MF240)U3,U4,U5: 4N25Q1: quarzo 4 MHzRL1: Relè min. 12 VRL2: Relè min. 12 VRL3: Relè min. 12 VVarie:- zoccolo 9+9 pin;- zoccolo 4+4 pin (3pz);- morsetto 2 poli 5mm (8 pz.);- circuito stampato cod. S240.


modem/cellulare e da una scheda diinterfaccia con tre ingressi e tre uscite.Questo sistema può essere utilizzatoper i seguenti scopi:- Inviare uno o più messaggi SMS aduno specifico destinatario ogni voltache un ingresso diventa attivo. A cia-scun ingresso può essere associato lostesso destinatario o destinatari connumeri differenti; inoltre è possibileprogrammare quanti messaggi l’unitàremota deve inviare quando un ingres-so diventa attivo;- Inviare un messaggio con cadenza

prefissata, ogni minuto, ogni 5 minuti,eccetera (polling);- Rispondere ad un’interrogazioneinviando un messaggio con lo statodegli ingressi e delle uscite;- Attivare le tre uscite a fronte dellaricezione di un SMS contenente il rela-tivo comando.Per semplificare il sistema abbiamoprevisto che il messaggio provenientedall’unità remota abbia sempre lo stes-so formato, precisamente “I=xxxO=xxx”. Ovviamente al posto di cia-scuna X ci sarà un 1 o uno 0 in funzio-

ne del livello logico della relativa lineadi ingresso o di uscita. Questo proto-collo risulta facilmente gestibile ancheda programmi più complessi. Comeanticipato, tutte le impostazioni posso-no essere effettuate a distanza. I mes-saggi di controllo che possiamo inviareall’unità remota sono i seguenti:1) *0(NUMERO CENTRO

SERVI ZI)##2) *1(NUMERO TEL. ASSOCIATO)

(NUMERO CHIAMATE)##3) *2(NUMERO TEL.ASSOCIATO)

(NUMERO CHIAMATE)##

'*******************************************************************'* Gestione modulo GSM Wavecom per gestione i/o digitali remoti. *'* Nome del Sorgente: PROG.BAS *'* Autore: Alberto Ghezzi *'* Protocollo: SMS modo testo. *'* History: Rev 1.0 implementazione programmazione modulo remoto. *'*******************************************************************DEFINT A-Z

'Ipotesi di contratto con TIM: la centrale servizi e': +393359609600CS$ = "+393359609600"'Il numero dell'unita' remota e':NUM$ = "03355761937"

F1$ = CHR$(0) + ";"F2$ = CHR$(0) + "<"F3$ = CHR$(0) + "="F4$ = CHR$(0) + ">"F5$ = CHR$(0) + "?"F6$ = CHR$(0) + "@"F7$ = CHR$(0) + "A"F8$ = CHR$(0) + "B"F9$ = CHR$(0) + "C"F10$ = CHR$(0) + "D"

CLS

VIEW PRINTLOCATE 22, 1PRINT STRING$(80, "_");LOCATE 23, 1PRINT " F1=Prog. allarme 1 F2=Prog. allarme 2 F3=Prog. allarme 3"PRINT " F4=Prog. Centrale servizi F5=Prog tempo di polling. ESC=USCITA";

VIEW PRINT 1 TO 21

OPEN "COM1:9600,N,8,1" FOR RANDOM AS #1ON COM(1) GOSUB RiceviCOM(1) ON

PRINT #1, "AT"

GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT"GOSUB PAUSA

'Main del programma, gestisce le richieste dell'utente.DO

a$ = INKEY$SELECT CASE a$CASE CHR$(27)

'tasto ESC per uscireCOM(1) OFFCLOSE #1END

CASE F1$'Programmazione numero di telefono e numero di messaggi per allarme 1CLSLOCATE 5, 2INPUT "Digitare il numero di telefono da associare all'allarme 1"; a$LOCATE 7, 2INPUT "Quante volte deve essere inviato il messaggio"; n$LOCATE 9, 1GOSUB Sendnummsg$ = "*1" + LTRIM$(a$) + LTRIM$(n$) + "##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;PRINT msg$;

CASE F2$'Programmazione numero di telefono e numero di messaggi per allarme 2CLSLOCATE 5, 2INPUT "Digitare il numero di telefono da associare all'allarme 2"; a$LOCATe 7, 2INPUT "Quante volte deve essere inviato il messaggio"; n$LOCATE 9, 1GOSUB Sendnummsg$ = "*2" + LTRIM$(a$) + LTRIM$(n$) + "##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;PRINT msg$;

CASE F3$'Programmazione numero di telefono e numero di messaggi per allarme 3CLSLOCATE 5, 2INPUT "Digitare il numero di telefono da associare all'allarme 3"; a$LOCATE 7, 2INPUT "Quante volte deve essere inviato il messaggio"; n$LOCATE 9, 1GOSUB Sendnummsg$ = "*3" + LTRIM$(a$) + LTRIM$(n$) + "##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;PRINT msg$;

CASE F4$'Programmazione numero della centrale servizi del telefono remoto.CLSLOCATE 6, 2PRINT "Es. +393359609600 oppure +393472000200"LOCATE 5, 2INPUT "Digitare il numero di telefono della centrale servizi"; a$LOCATE 9, 1GOSUB Sendnummsg$ = "*0" + LTRIM$(a$) + "##" + CHR$(26)

la programmazione dell'unità remota


PRINT #1, msg$;PRINT msg$;

CASE F5$'Programmazione tempo di polling.CLSLOCATE 6, 2PRINT "Nota: 0=disabilitato, 1=ogni minuto, 2=ogni due minuti, ecc."LOCATE 5, 2INPUT "Ogni quanti minuti il sistema deve inviare un SMS di stato"; a$LOCATE 9, 1GOSUB Sendnummsg$ = "*4" + LTRIM$(a$) + "##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;PRINT msg$;

CASE F6$'Spegnimento del rele' CGOSUB Sendnummsg$ = "#C0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F7$'Richiesta di stato.GOSUB Sendnummsg$ = "#0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F8$'Visualizzo i messaggi nel telefono.msg$ = "AT+CMGL=4"PRINT #1, msg$

CASE F9$'Cancello tutti i messaggi dal cellulare.FOR T = 1 TO 13msg$ = "AT+CMGD=" + LTRIM$(STR$(T))PRINT #1, msg$

GOSUB Pausa2NEXT T

CASE ELSE'altri tasti non vengono gestiti

END SELECTLOOPRicevi:WHILE NOT EOF(1)

char$ = INPUT$(1, 1)PRINT char$;

WENDRETURN

PAUSA:T! = TIMER + 1WHILE T! > TIMERWENDRETURN

Pausa2:T! = TIMER + .2WHILE T! > TIMERWENDRETURN

Sendnum:PRINT #1, "AT+CSMP=16,11,0,244"GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT+CSCA=" + CHR$(34) + CS$ + CHR$(34)GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT+CMGS=" + CHR$(34) + NUM$ + CHR$(34)GOSUB PAUSARETURN

4) *3(NUMERO TEL. ASSOCIATO)(NUMERO CHIAMATE)##5) *40(1,2,5 ecc)##6) #0## 7) #A0(1)##8) #B0(1)##9) #C0(1)##Col primo messaggio impostiamo nellaSIM dell’unità remota il numero delcentro servizi; questo messaggio vasempre inviato per dare la possibilitàall’unità remota di inviare a sua voltagli SMS. Esempio di messaggio colnumero del centro servizi TIM:*0+393359609600##. Con i messaggidall’uno al tre impostiamo il numerodell’utente che deve essere chiamato edil numero di messaggi che il terminaledeve inviare nel caso in cui l’ingressorelativo passi da 0 a 1. Esempio di mes-saggio: *1033563457683##. Quando siattiverà l’ingresso 1 il terminale remo-to invierà per tre volte il messaggio distato al numero 0335/6345768. La pro-grammazione di ciascun ingresso vasempre effettuata anche se il numero dachiamare è sempre lo stesso. Col quin-to messaggio si programma la funzionedi polling; se il messaggio è *40## lafunzione è inibita mentre se al postodello zero si inserisce 1 (*41##), ildispositivo invierà ogni minuto il mes-saggio di stato e così via. Il sesto mes-saggio consente di conoscere lo stato

degli ingressi e delle uscite; in rispostaa questo SMS l’unità remota invierà unmessaggio con lo stato delle uscite colprotocollo visto in precedenza (I=xxxO=xxx). Con gli ultimi tre messaggipossiamo attivare o disattivare le treuscite; ad esempio, #B1## attiva laseconda uscita mentre #B0## la disatti-va. Ovviamente tutti questi messaggivanno inviati al numero telefonico del-l’unità remota. Il nostro sistema èmolto flessibile in quanto per collo-quiare con l’unità remota è possibileutilizzare sia un comune telefonino cheun sistema computerizzato (collegatoad un modem/cellulare) in grado diespletare in maniera automatica fun-zioni molto più complesse. In altreparole questo sistema di telecontrollo si

adatta facilmente a qualsiasi esigenza.Dopo questa lunga ma necessaria intro-duzione, diamo finalmente uno sguar-do al circuito elettrico. Come accenna-to in precedenza, il nostro sistema ècomposto da un modem/cellulare GSMmodello Wavecom WM01 (di cui cisiamo occupati più volte in passato) eda una scheda di interfaccia che utiliz-za un numero ridotto di componenti.Questo circuito è collegato al GSM tra-mite un collegamento seriale che utiliz-za solamente le linee TX e RX (oltrealla massa). Per adattare il livello deisegnali (di tipo EIA su cellulare e TTLai capi del micro) abbiamo utilizzato lereti R3/DZ1 e T1/R1. Il cuore dell’in-terfaccia è rappresentato dal microcon-trollore U2 il quale svolge tutte le fun-

L'interfaccia è stataalloggiata

all'interno di uncontenitore plasticoTeko tipo Coffer 3.Per i collegamential modem/cellulareWM01 è necessario

utilizzare un cavetto schermato.



L’interfaccia è disponibile in scatola di montaggio (cod. FT240) alprezzo di 85.000 lire. Il kit comprende tutti i componenti, le minute-rie, il contenitore, la basetta forata e serigrafata ed il microcontrollo-re già programmato. Quest'ultimo è disponibile anche separatamen-te (cod. MF240) al prezzo di 40 mila lire. Il modem/cellulareWavecom WM01 costa 1.300.000 mentre l'antenna GSM piatta (cod.ANT/GSMP) costa 45.000 lire. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica (www.futuranet.it), V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina(MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

zioni logiche necessarie al funziona-mento della scheda. Il clock internoviene controllato dal quarzo a 4 MHzcollegato ai pin 15 e 16 unitamente aicondensatori C5 e C6. I terminali 6,7 e8 sono configurati come ingressi; adessi giungono i segnali logici presentisui tre ingressi della scheda che sonoisolati rispetto al resto del circuitomediante i fotoaccoppiatori U3,U4 eU5. Il ponticello J1 consente di utiliz-zare o meno la massa del circuito iso-lando completamente, in caso di neces-sità, gli ingressi. L’utilizzo dei fotoac-coppiatori consente anche di monitora-re segnali di ampiezza differente,basterà modificare opportunamente ilvalore della resistenza serie; è anchepossibile, facendo ricorso ad un diodo,

collegare agli ingressi tensioni alterna-te. I terminali 11, 12 e 13 del micro-controllore sono configurati come usci-te e sono in grado di attivare dei relèminiatura. Completano il circuito unostabilizzatore a tre pin (U1) che prov-vede a generare i 5 volt necessari alfunzionamento del micro. Il sistemapuò essere alimentato con una tensionecontinua compresa tra 12 e 15 voltmentre l’assorbimento a riposo è del-l’ordine dei 50 mA, tutti a carico del-l'unità GSM. L’interfaccia, infatti, con-suma pochi milliampère che salgono acirca 40 mA nel caso vengano attivatitutti i relè. Durante l’invio e la ricezio-ne degli SMS l’assorbimento aumentadi pochissimo senza raggiungere mai i350 mA che il WM01 assorbe durante

un collegamento in fonia. Un bel van-taggio anche questo! Per quanto riguar-da la realizzazione pratica, il circuitonon presenta alcuna particolarità. Tuttii componenti trovano posto su unaapposita basetta; la piastra è stata suc-cessivamente alloggiata all’interno diun contenitore plastico di dimensioniridotte. I componenti utilizzati sonofacilmente reperibili ad eccezione delmicrocontrollore già programmato cheva richiesto alla ditta Futura Elettronica(tel. 0331/576139). Prima di effettuarei collegamenti tra l’interfaccia ed ilWM01 date tensione al circuito e veri-ficate che all’uscita del regolatore siapresente una tensione continua di 5volt. Modificate eventualmente le retidi ingresso in funzione dei segnali damonitorare. A questo punto procuratevila SIM card da inserire nel WM01 econ un normale telefonino eliminateeventuali messaggi presenti nella sche-da; relativamente alla linea dati, colle-gate il cellulare all’interfaccia con uncomune cavo schermato. Con unsecondo cavo, più robusto, provvedetea dare alimentazione. A questo puntopossiamo installare l’unità remota nelluogo preposto al funzionamento colle-gando gli ingressi e le uscite al disposi-tivo da tenere sotto controllo. La pro-grammazione a distanza dei parametrioperativi può essere effettuata con unnormale telefonino utilizzando i mes-saggi visti in precedenza. Con lo stessotelefonino possiamo, al termine dellaprogrammazione, interrogare l’unitàremota oppure attivare i tre relè. E’ tut-tavia evidente che l’impiego con unastazione fissa dotata di PC offre benaltre possibilità. A tale scopo l’hardwa-re necessario consiste in un comunePersonal Computer collegato tramite laporta seriale ad un modem/cellulareWM01 all’interno del quale va inseritaun SIM relativa ad un abbonamentonormale oppure prepagato. Per lagestione della stazione base forniamotre programmi demo che potrannoessere sfruttati per realizzare softwaregestionali più complessi. Il primo(denominato PROG.BAS) consente diprogrammare a distanza l'unità remotacomunicando alla stessa il numero delcentro servizi, i numeri telefonici asso-ciati agli ingressi, eccetera. Tutti i con-trolli fanno capo ai tasti funzione F1,F2, F3, F4 e F5. Il secondo programma

Traccia rame in dimensioni reali del master utilizzatoper realizzare l'interfaccia.


'*******************************************************************'* Gestione modulo GSM Wavecom per gestione i/o digitali remoti. *'* Nome del Sorgente: SMS01.BAS *'* Autore: Alberto Ghezzi *'* Protocollo: SMS modo testo. *'* History: Rev 1.0 implementazione funzionalità base. *'*******************************************************************DEFINT A-Z

'Ipotesi di contratto con TIM: la centrale servizi e': +393359609600CS$ = "+393359609600"'Il numero dell'unita' remota e':NUM$ = "03355761937"

F1$ = CHR$(0) + ";"F2$ = CHR$(0) + "<"F3$ = CHR$(0) + "="F4$ = CHR$(0) + ">"F5$ = CHR$(0) + "?"F6$ = CHR$(0) + "@"F7$ = CHR$(0) + "A"F8$ = CHR$(0) + "B"F9$ = CHR$(0) + "C"F10$ = CHR$(0) + "D"

CLSVIEW PRINTLOCATE 23, 1PRINT STRING$(80, "_");LOCATE 24, 1PRINT " F1=A-ON F2=A-OFF F3=B-ON F4=B-OFF F5=C-ON F6=C-OFF

F7=STATUS I/O"PRINT " F8=LISTA MESSAGGI F9=CANCELLA MESSAGGI ESC=USCITA";

VIEW PRINT 1 TO 22


PRINT #1, "AT"GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT"GOSUB PAUSA




CASE F1$'Accensione del rele' AGOSUB Sendnum

msg$ = "#A1##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F2$'Spegnimento del rele' AGOSUB Sendnummsg$ = "#A0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F3$'Accensione del rele' BGOSUB Sendnummsg$ = "#B1##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F4$'Spegnimento del rele' BGOSUB Sendnummsg$ = "#B0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F5$'Accensione del rele' CGOSUB Sendnummsg$ = "#C1##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F6$'Spegnimento del rele' CGOSUB Sendnummsg$ = "#C0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F7$'Richiesta di stato.GOSUB Sendnummsg$ = "#0##" + CHR$(26)PRINT #1, msg$;

CASE F8$'Visualizzo i messaggi nel telefono.msg$ = "AT+CMGL=4"PRINT #1, msg$

CASE F9$'Cancello tutti i messaggi dal cellulare.FOR T = 1 TO 13msg$ = "AT+CMGD=" + LTRIM$(STR$(T))PRINT #1, msg$GOSUB Pausa2NEXT T

CASE ELSE'altri tasti non vengoni gestiti

END SELECTLOOP

Ricevi:WHILE NOT EOF(1)

char$ = INPUT$(1, 1)PRINT char$;

WENDRETURN

PAUSA:T! = TIMER + 1WHILE T! > TIMERWENDRETURN


Sendnum:PRINT #1, "AT+CSMP=16,11,0,244"GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT+CSCA=" + CHR$(34) + CS$ + CHR$(34)GOSUB PAUSAPRINT #1, "AT+CMGS=" + CHR$(34) + NUM$ + CHR$(34)GOSUB PAUSARETURN

la gestione degli I/O dell'unità remota


'*******************************************************************'* Gestione modulo GSM Wavecom per gestione i/o digitali remoti *'* controllo dei messaggi di stato temporizzati dell'unità remota. *'* Nome del Sorgente: CHECK.BAS *'* Autore: Alberto Ghezzi *'* Protocollo: SMS modo testo. *'* History: Rev 1.0 implementazione funzionalità base. *'*******************************************************************DEFINT A-Z

'Ipotesi di contratto con TIM: la centrale servizi e': +393359609600CS$ = "+393359609600"'Il numero dell’unità remota e':NUM$ = "03355761937"F1$ = CHR$(0) + ";" F2$ = CHR$(0) + "<"F3$ = CHR$(0) + "="F4$ = CHR$(0) + ">"F5$ = CHR$(0) + "?"F6$ = CHR$(0) + "@"F7$ = CHR$(0) + "A"F8$ = CHR$(0) + "B"F9$ = CHR$(0) + "C"F10$ = CHR$(0) + "D"

CLSVIEW PRINTLOCATE 23, 1PRINT STRING$(80, "_");LOCATE 24, 1PRINT " F1=Imposta tempo di allarme ESC=USCITA"

VIEW PRINT 1 TO 22


CLSLOCATE 5, 5PRINT "Setup telefono ... attendere prego"

PRINT #1, "AT"GOSUB PausaPRINT #1, "AT"GOSUB Pausa

'Cancello tutti i messaggi dal cellulare.FOR T = 1 TO 13msg$ = "AT+CMGD=" + LTRIM$(STR$(T))PRINT #1, msg$GOSUB Pausa2NEXT T

lastmsg! = 0min = 1




CASE F1$'Impostazione del tempo di polling dei messaggi.CLSLOCATE 5, 2INPUT "Ogni quanto dovrebbero arrivare i messagi di stato"; a$min = VAL(a$)

CASE ELSE'altri tasti non vengoni gestiti

END SELECTin$ = ""PRINT #1, "AT+CMGL=4"GOSUB PausaIF INSTR(in$, "I=") > 0 THEN

PRINT #1, "AT+CMGD=1"GOSUB Pausa2lastmsg! = TIMER

END IFCLSLOCATE 5, 5PRINT "Allarme impostato per" + STR$(min) + " minuto/i"IF lastmsg! <> 0 THEN

LOCATE 6, 5PRINT "Ultimo messaggio ricevuto da" + STR$(INT((TIMER - lastmsg!) / 60))+ " minuto/i"LOCATE 8, 5IF (TIMER - lastmsg!) > (min * 60) THEN

BEEPPRINT "ALLARME"

ELSEPRINT " "

END IFEND IF

LOOPRicevi:WHILE NOT EOF(1)

char$ = INPUT$(1, 1)in$ = in$ + char$

WENDRETURN

Pausa:T! = TIMER + 1WHILE T! > TIMERWENDRETURN


Sendnum:PRINT #1, "AT+CSMP=16,11,0,244"GOSUB PausaPRINT #1, "AT+CSCA=" + CHR$(34) + CS$ + CHR$(34)GOSUB PausaPRINT #1, "AT+CMGS=" + CHR$(34) + NUM$ + CHR$(34)GOSUB PausaRETURN

(denominato MS01.BAS) è il pro-gramma operativo vero e proprio colquale è possibile interrogare l’unitàremota, leggere i messaggi in arrivo e

attivare le uscite. Infine, il terzo pro-gramma - denominato CHECK.BAS -fornisce un esempio di come è possibi-le sfruttare la funzione di polling.

Questo programma verifica che l’unitàremota invii con la cadenza prefissata imessaggi di stato e, in caso contrario,genera un messaggio di allarme.

il programma di gestione del polling


Nelle abitazioni come negli uffici e nei luoghi dilavoro, sono innumerevoli le situazioni in cui si

rende necessario controllare e comandare a distan-za processi e dispositivi elettrici o elettro-meccanici e d’altra natura; per dare unarisposta a tali problemi esistono variesoluzioni da scegliere di volta in volta in basealle prerogative dell’ambiente ed al tipo dicomando che necessita. Nell’ambito dei sistemi(acceso/spento o attivo/disattivato) dalla nostraesperienza sappiamo che ilmodo più semplice per farattivare o disattivare uncarico elettrico a distanzaè portargli tensione tra-mite due o più fili,aprendo o chiudendo lalinea con un interruttore. Quando le con-dizioni del complesso non lo consentono (ad esempiose uno dei sistemi è in movimento o troppo distante) siricorre ai radiocomandi, dispositivi che ben conoscia-mo perché abbiamo pubblicato numerosi circuiti in

varie versioni, dai semplici monocanale a quelli ad 8 e16 canali gestiti da microcontrollore. A brevi

distanze si utilizzano anche i tele-comandi ad ultrasuoni e

ad infrarossi, mentreper agire su largascala senza spenderemolto in apparati radioè possibile realizzare

sistemi che sfrutta-no le linee telefo-niche: ad esempio

le chiavi DTMF. Un siste-ma di controllo a distanzamolto utile in ambito domesticoe all’interno di locali di dimen-

sioni relativamente ridottequali uffici e labora-tori, è quello ad ondeconvogliate, ottimo

perché funziona con la tensione della rete ENEL dellaquale sfrutta gli stessi fili per far viaggiare i proprisegnali, opportunamente codificati o “appoggiati” ad

HOME AUTOMATION

TELECOMANDOAD ONDE

CONVOGLIATEPer controllare da un locale all’altro di un appartamento o di una piccola

palazzina qualsiasi tipo di carico elettrico sfruttando i fili delle rete-luce a 220V:il sistema dispone di un’unità trasmittente attivata da un pulsante e di una

ricevente con uscita a relè, sia bistabile che ad impulso, entrambe basate sul nuovissimo modem integrato TDA5051 della Philips.

di Paolo Gaspari

trasmettere il segnale modulato ad una linea elettrica diimpedenza anche relativamente bassa (<30 ohm) conun’ampiezza sufficiente a farlo ricevere a qualche decinadi metri: l’output del TX è localizzato tra i piedini 10(TXout) e 9 (APGND, ovvero la massa d’uscita). Il pin 11è invece l’alimentazione per lo stadio trasmittente, che vanormalmente a 5 volt ma si può alimentare, volendo, a ten-sioni maggiori: in tal caso è però necessario verificarel’impedenza della linea, altrimenti la corrente erogata puòdiventare eccessiva (oltre i 76 milliampère massimi con-sentiti). Oltre a modulare la portante il piedino 1 gestiscela ricetrasmissione: ponendolo a zero logico si va in TX e

viene prodotto il segnale; a livello altoinvece si spegne il trasmettitore e si atti-va lo stadio ricevente. Quest’ultimo hal’ingresso al piedino 14 e l’uscita al 2:appena “sente” la portante inviata da unaltro modulo basato sul TDA5051 allastessa frequenza di quella impostata dalquarzo, fornisce un livello logico basso,mentre il pin 14 è tenuto allo stato 1 sela portante stessa viene a mancare, ovve-ro a riposo. L’oscillatore principale del-l’integrato lavora in base al quarzo col-legato tra i piedini 7 ed 8, ed è previstauna resistenza in parallelo (tipicamente

da 1 Mohm) con due condensatori di compensazione amassa (22÷33 pF). Il piedino 15, Power Down, permette dispegnere il componente riducendo al minimo (circa 20 mA)l’assorbimento: è attivo a livello alto e disattivo a zero, ilche significa che normalmente può stare scollegato, anchese conviene metterlo a massa (0 logico) per evitare interfe-renze che potrebbero portare ad un cattivo funzionamentodell’intero modem. Le figure qui illustrate forniscono tuttele informazioni che servono e la struttura interna.

Per realizzare il progetto del telecomando ad onde convo-gliate abbiamo utilizzato un nuovissimo integrato dellaPhilips, presente sul mercato da circa un anno e fatto appo-sta per tali applicazioni: si tratta del TDA5051AT, un SMDche sostanzialmente è un modem in ASK (Amplitude ShiftKeyng, ovvero a modulazione d’ampiezza) operante fino adun baud-rate di 1200 Baud (minimo 600, massimo 1200) econtrollabile tramite segnali TTL-compatibili del tipo 0/5Va patto che la larghezza di ciascun impulso non sia di trop-po inferiore al millisecondo. E’ insomma un completo rice-trasmettitore per telecomando che invia i dati sotto formadi treni di impulsi ad alta frequenza, composto da duesezioni indipendenti che sono una tra-smittente e l’altra ricevente: la primaaccetta all’ingresso la tensione modu-lante, un segnale TTL da applicare alpiedino 1 rispetto alla massa digitale(pin 5) che determina l’andamento del-l’ampiezza della portante. A proposito,notate che quest’ultima è pressoché sinu-soidale ed ha una frequenza che dipendeda quella dell’oscillatore principale,ovvero dal quarzo: in pratica il rapportofq/fp è 64, perché internamente al chipc’è un divisore a 6 bit (2 alla sesta fa64...) che riduce ad 1/64 la frequenza delquarzo per generare la portante. Ciò significa che con unelemento da 8 MHz abbiamo un’onda principale di 125KHz, con 7,375 la portante è a 115 MHz, ecc. L’oscillatoreprincipale può funzionare tranquillamente fino ad un mas-simo di 12 MHz, anche se l’utilizzo oltre 10 MHz è prati-camente sconsigliabile perché determinerebbe portanti difrequenza troppo alta per passare dai fili della rete elettri-ca domestica. All’uscita dell’integrato troviamo uno stadioa bassa impedenza e di piccola potenza, quella che serve a

il modem da rete TDA5051

SYMBOLDATAIN

DATAOUT

VDDD

CLKOUT

DGNDSCANTEST

OSC1OSC2

APGNDTXOUT

VDDAP

AGNDVDDA

RXIN

PDTEST1

PIN123456789

10

11

1213141516

DESCRIPTIONdigital data input (active LOW)

digital data output (active LOW)

digital supply voltage

clock output

digital ground

test input (LOW in application)

oscillator input

oscillator output

analog ground for power amplifier

analog signal output

analog supply voltage for poweramplifier

analog ground

analog supply voltage

analog signal input

power-down input (active HIGH)

test input (HIGH in application)



una portante ad alta frequenza. Propriodi questo vogliamo parlarvi di seguito,proponendo un comando a distanza adonde convogliate realizzato con unnuovo integrato della Philips, particola-re perché consente di inviare codicibinari quali generati e riconosciuti dainotissimi MM53200, MC145026/028,ecc. Si tratta in sostanza di un teleco-mando on/off che permette di attivare edisattivare a distanza un relè, che puòfunzionare sia in modo astabile (adimpulso) che bistabile (a livello); iltutto si compone di due unità, ovverouna trasmittente ed una ricevente. Maprima di vedere da vicino i circuiti elet-trici vogliamo fare una panoramica sulTDA5051, l’integrato Philips che staalla base del progetto: questi è unmodem funzionante in modulazioned’ampiezza (ASK) con portanti com-prese tra un minimo di 90 ed un massi-mo di 150 KHz, ed un baud-rate fra600 e 1200 bit/sec. Lo stesso chip è siatrasmettitore che ricevitore, e funzionain simplex: può essere posto in una onell’altra modalità agendo sul piedino1, ovvero sul DATAin, che deve starenormalmente a livello alto (ricezione)mentre posto a zero logico attiva la tra-

smissione. L’ingresso in questione puòessere modulato con segnali digitalifino ad una frequenza di circa 1200 Hz,ovvero con periodo non inferiore a 0,83millisecondi; al disotto ci sono proble-mi nella forma d’onda generata in usci-ta, che non consente più una buona let-tura sulla ricevente. Al piedino 1 è pos-sibile applicare segnali TTL-compati-bili, ovvero livelli 0/5V, e dall’uscitademodulata (piedino 2) escono impulsidello stesso tipo; l’integrato va alimen-tato preferibilmente a 5 volt, anche seper avere in uscita livelli TTL ed accet-tarli all’ingresso DATAin è sufficientedare i 5V ai piedini 13 (VDDa, cioè

tensione degli stadi analogici) e 3(VDDd, ovvero alimentazione dellaparte digitale). Ricapitolando, la sezio-ne trasmittente del TDA5051 è quellache ha come ingresso il pin 1 (che faanche la commutazione RX/TX) e peruscita lo stadio di potenza del modula-tore il cui segnale esce dal piedino 10(TXout) rispetto alla massa APGND(piedino 9); la ricevente è invece com-presa tra l’ingresso RXin del demodu-latore - piedino 14 - e l’uscita digitaleTTL-compatibile corrispondente al pin2 (DATAout). Notate che riguardo altipo di logica in trasmissione, lo zeroequivale all’attivazione del TX e l’1

schema elettrico del tx


alla condizione di riposo: in pratica alivello alto il chip sta in ricezione e nongenera la portante; nella parte riceven-te vale lo stesso discorso, in quanto l’u-scita è attiva a zero logico (portantepresente all’input del demodulatore -pin 14- interno) e disattiva a livello alto(nessuna portante presente). Di ciò vatenuto conto nel realizzare circuiti conil TDA5051. Quanto alla portante, sitratta di un segnale sinusoidale cheviene modulato in modo on/off, ovvero

è presente all’uscita della sezione tra-smittente quando sul pin 1 è presenteun livello logico basso mentre conlivello alto non abbiamo alcun segnalein uscita. Tutta la sezione digitale delcomponente ed il generatore dell’ondaportante sono sincronizzati medianteun segnale di clock fornito dall’oscilla-tore principale, controllato a sua voltada un quarzo collegato tra i piedini 7ed 8: la sua frequenza determina quelladella portante, che è sempre pari a 1/64

di essa; praticamente con un quarzo da8 MHz si ottengono esattamente 125KHz, con uno da 6 MHz la frequenzagenerata è di 93,75 KHz e così via.

L’UNITA’TRASMITTENTE

Bene, detto questo possiamo vederecome è stato impiegato il chip Philipsper realizzare un primo sistema, dicia-mo un dimostrativo che permetterà dicapire meglio come funziona e qualipossibilità d’impiego offre: i due sche-mi elettrici di queste pagine descrivonole due unità del telecomando, cioè latrasmittente e la ricevente, che andiamosubito ad analizzare partendo ovvia-mente dalla prima. In essa troviamol’integrato TDA5051 (U1) nella classi-ca configurazione “ trasmettitore”, conil piedino 1 pilotato dall’encoder U2,l’uscita di potenza del modulatoreaccoppiata alla rete tramite un partico-lare filtro passa-banda, e la parte rice-vente inutilizzata. Il quarzo Q1 control-la l’oscillatore principale con l’ausilio

schema elettrico del ricevitore


della rete di correzione C5/C6/R2: lasua frequenza è di 8 MHz, il che signi-fica che la portante generata sarà di 125KHz, valore per cui è stato dimensio-nato il filtro passa-banda realizzato conL1/C2 e C1/L2, e posto tra la linea diingresso ad alta tensione e l’uscita del-l’integrato. Quella del filtro rappresen-ta la soluzione più semplice per accop-piare il TDA5051 alla rete senza ricor-rere a trasformatori, ed è consigliatadalla casa costruttrice in virtù del fatto

che il componente è stato studiato spe-cificatamente per lavorare senza sepa-razione galvanica: il doppio filtro pre-senta infatti un’ottima reiezione neiconfronti della tensione di rete, cheperciò giunge molto attenuata all’in-gresso dell’integrato e non può danneg-giarlo.L’unica precauzione da adottare è pro-teggerlo adeguatamente dai picchi e daaltre sovratensioni, inevitabilmentepresenti sui fili della rete ENEL gene-rati dalla commutazione dei vari utiliz-zatori (motori elettrici, reattori delleluci al neon, alimentatori switching).Allo scopo notate il varistore, posto avalle del fusibile di protezione FUS1(esso salta quando il VR1 interviene aseguito di una sovratensione, interrom-pendo l’alimentazione) che costituisceuna valida difesa dai salti di potenziale,anche da quelli particolarmente rapidi;in più abbiamo posto un diodo Zenertra il pin 10 e massa, in modo da bloc-care ad un massimo di circa 6 volt ognieventuale tensione che dovesse presen-tarsi al TDA5051. Per avere maggiorsicurezza è anche possibile togliere ildiodo e mettere un “Transil” di tipoP6KE6V8, che interviene più rapida-mente e che sopporta una maggioreenergia impulsiva: a voi la scelta.L’onda portante del modem U1 vienemodulata dal segnale digitale di unMM53200 (UM86409 o UM3750)usato come encoder (il piedino 15 è alivello alto, ovvero a 5 volt) e normal-mente spento in quanto, sebbene ricevacontinuamente il positivo dei 5 volt,non è collegato a massa fino a quandonon si preme il pulsante di attivazioneP1; quest’ultimo è di tipo normalmenteaperto: pigiandolo si chiude la rete dialimentazione dell’U2 che inizia agenerare una serie di impulsi (inPPM=Pulse Position Modulation)determinata dall’impostazione dei suoi12 bit di codifica (piedini 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) ovvero dalla posi-zione dei dip-switch del DS1. Notateche i pin d’ingresso 1÷12 sono provvi-sti internamente di una resistenza dipull-up ciascuno, quindi la condizionedi dip aperto equivale ad 1 logico, men-tre lo zero si ottiene chiudendo imicrointerruttori. Osservate ancora laparticolare connessione adottata perattivare la trasmissione: poiché ilTDA5051 genera la portante con lo

zero logico sul piedino 1 e sta a riposoin corrispondenza del livello alto,abbiamo fatto in modo di tenere solle-vato da massa l’encoder quando l’unitàdeve stare in standby; in tal caso il pie-dino 17 dell’U2 si trova ad 1 logico esoddisfa pienamente le esigenze delmodem U1. Chiudendo il pulsante siottiene la trasmissione del treno diimpulsi: ovviamente quando il pin 17 èa livello logico basso è presente la por-tante, in caso contrario la portante èassente. Per l’alimentazione il circuitosi serve di un classico stadio con tra-sformatore TF1 avente il primario a220V/50Hz ed il secondario da 9÷12volt: il ponte a diodi PT1 raddrizza latensione sinusoidale presente sulsecondario e carica i condensatori C8 eC9 con gli impulsi ricavati tra i punti +e -; infine il regolatore U3 (un 7805)provvede ad ottenere i 5 volt ben stabi-lizzati che servono per far funzionare lalogica e quindi i due integratiTDA5051 e MM53200. Notate che lamassa dell’alimentatore è in comunecon uno dei fili della rete, dato che l’u-scita del modem è riferita ad esso: diquesto andrà tenuto conto nell’uso,perché si avrà lo stampato sottoposto ai220 volt: massima attenzione, dunque!

LA RICEVENTE

Occupiamoci adesso del ricevitore pervedere cosa accade in esso quando ilTX è attivo: tutte le considerazioni chefaremo si basano sul presupposto che ledue unità siano collegate lungo la stes-sa linea elettrica, senza che tra di essesia interposto un interruttore differen-ziale, un magnetotermico, un filtro direte o comunque un componente cheattenui le alte frequenze; diversamentesarà impossibile far transitare il segna-le portante che, lo ricordiamo, è com-posto da treni di impulsi a circa 125KHz. Bene, detto questo vediamo chel’onda modulata giunge dall’ingressodi rete (comune per l’alimentatore e peril modem) e passa dal fusibile di prote-zione FUS1 raggiungendo il filtropassa-banda composto da L1/C2 eC1/L2: all’uscita di quest’ultimo,ovvero in parallelo a C2 ed L2, lo pre-leviamo ripulito dalla frequenza dellatensione di rete (decisamente attenuatae “inoffensiva”) e lo mandiamo ad unostadio amplificatore necessario ad ele-

U2. Dal flip-flop possiamo ottenere ilfunzionamento bistabile, semplicemen-te collegandone l’uscita diretta allabase del transistor T2 mediante uno deimicrointerruttori del dip-switch DS2;con l’altro abbiamo invece il modo adimpulso (monostabile) perché il transi-stor è pilotato direttamente dall’outputdel decoder. Notate che i diodi D1 e D2servono per proteggere le uscite degliintegrati U2 ed U3 qualora per errorevenissero chiusi entrambi gli switch,che devono essere attivati solo uno allavolta. Al T2 è affidato il compito dicomandare il relè, e lo fa ogni volta cheva in saturazione ricevendo l’1 logicosulla resistenza di base R7: in pratica,nel funzionamento ad impulso quandol’uscita dell’MM53200 si attiva, ovve-ro in quello bistabile se il piedino 1 delCD4013 commuta da zero ad uno logi-


no 14 del modem integrato tramite ilcondensatore di disaccoppiamentoC14. Normalmente consigliamo di nonmontare R12 e C15, che vanno inveceinseriti qualora si debbano realizzarecollegamenti con linee particolarmentedisturbate o lunghe oltre 15 metri:senza di essi il guadagno è appunto dicirca 6 volte, e si eleva a 10 montando-li. Quanto al TDA5051, lavora nellaconfigurazione ricevente, ed ha lasezione trasmittente disabilitata perchéil pin 1 è posto fisso a livello alto (+5volt); l’uscita dei dati dal demodulato-re è al piedino 2, collegato direttamen-te al pin 16, che rappresenta l’ingressodell’U2, l’MM53200 che stavolta fa dadecoder: infatti ha il piedino di selezio-ne (15) collegato a massa e quindi azero logico. L’uscita (pin 17) di questointegrato sta normalmente a livello alto

mente come quelli del DS1.L’attivazione dell’uscita del decodermanda in saturazione il transistor PNPT1, normalmente interdetto, forzandoil livello di tensione del proprio collet-tore a circa 5 volt, e mandando così unimpulso positivo al piedino di clock delflip-flop U3: questi è metà di un comu-ne CD4013 ed è connesso in modolatch per poter ottenere l’inversionedegli stati logici delle proprie uscite incorrispondenza di ogni impulso al pin3. Praticamente dopo l’istante di accen-sione che vede l’azzeramento del flip-flop (la rete C/R C13/R6 porta unimpulso positivo sul pin 4, di reset...)l’uscita diretta (piedino 1) è a livellobasso mentre quella negata (piedino 2)è a 1 logico. All’arrivo di un codicevalido il T1 fa una commutazione e dàun impulso positivo, determinando il

COMPONENTI

R1: 10 OhmR2: 1 MohmR3: 120 KohmC1: 47 nF 250VL poliestere p.10 mmC2: 47 nF 250VL poliestere p.10 mmC3: 1 µF 63VL poliestere p.5 mmC4: 100 nFC5: 27 pFC6: 27 pFC7: 470 pFC8: 1000 µF 16VL elettr.

C9: 100 nFC10: 100 µF 16VL elettr.C11: 100 µF 16VL elettr.L1: 47 µHL2: 47 µHDZ1: Zener 6,2V-1WU1: TDA5051ATU2: MM53200 o UM86409U3: 7805DS1: Dip-switch binario 12 vieFUS1: Fus. 200mA ritardato 5x20P1: Pulsante unipolare NA

PT1: Ponte raddrizzatore 100V-1AQ1: Quarzo 8 MHzTF1: Trasformatore 220V/9V, 2VAVR1: Varistore 250V (vedi testo)

Vari:- zoccolo 9+9 pin;- morsetto 2 poli (2 pz.);- circuito stampato cod. H129.

Tutte le resistenze sono da 1/4 di wattcon tolleranza del 5%.

il trasmettitore in pratica

varne il livello per garantire il ricono-scimento da parte del TDA5051. Inpratica abbiamo interposto un transi-stor NPN funzionante ad emettitorecomune che consente di rinforzare ilsegnale modulato amplificandolo dicirca 6 volte, applicandolo poi al piedi-

(5 volt) e commuta da 1 a 0 quando ilcodice demodulato dal TDA5051 corri-sponde all’impostazione dei soliti 12piedini di codifica, ovvero quando ilsegnale presente sui fili della rete èstato inviato da una trasmittente il cuiencoder ha i dip-switch disposti esatta-

livello alto al pin 1 e lo zero logico al 2;un successivo codice produce ancoraun fronte di salita all’ingresso di clocked U3 inverte nuovamente la situazio-ne, riportando il piedino 1 a livellobasso ed il 2 a quello alto. E così viaper ogni codice ricevuto dal decoder

co. Andando in conduzione il colletto-re del transistor alimenta la bobina delRL1, il cui scambio si chiude tra C edNA: questo contatto può essere utiliz-zato come interruttore per alimentarecarichi fino ad 1A (massimo 250 volt)o servo-relè per controllare utilizzatoriche richiedono più corrente.L’alimentazione dell’unità ricevente èottenuta anch’essa con un circuito tra-dizionale, basato sul trasformatore TF1(220V/9V) con il primario posto inparallelo alla linea d’alta tensione, e sulcui secondario abbiamo il solito pontea diodi (PT1) che raddrizza la tensionealternata ricavando impulsi che cari-cando C9 e C10 danno una componen-te continua di circa 12 volt. Il regolato-re integrato U4 permette di ottenere 5Vben stabilizzati con i quali funzionatutta la logica nonché il TDA5051; il


circuito del relè funziona invece con latensione raddrizzata dal ponte. Delloschema notate la solita protezioneall’ingresso di rete (FUS1 e VR1) chefunziona nello stesso modo di quelladell’unità trasmittente. Quanto almodem integrato U1, il suo oscillatoreutilizza il solito quarzo da 8 MHz e larete di compensazione R2/C6/C7.


Ultimata così la descrizione del siste-ma, occupiamoci di come si preparanoin pratica i due circuiti che lo compon-gono: per entrambe le unità abbiamodisegnato una basetta ramata chedovrete approntare seguendo preferi-bilmente la fotoincisione; allo scoposeguite le tracce illustrate in queste

pagine a grandezza naturale, dalle qualipotrete ricavare le pellicole semplice-mente facendone delle buone fotocopiesu carta da lucido o acetato. Incisi eforati i due stampati, dopo aver procu-rato i componenti che servono, iniziateil montaggio partendo con i componen-ti SMD, ovvero i TDA5051 del ricevi-tore e del trasmettitore: essi vanno sta-gnati direttamente dal lato rame perchésono a montaggio superficiale. Per nonsbagliare guardate la posizione indica-ta nei disegni di queste pagine, quindiappoggiate il chip sulle relative piazzo-le centrandolo bene, stagnate legger-mente uno dei piedini per fermarlo, poiuno dall’altro lato, quindi saldate quel-li che mancano: onde evitare danni persurriscaldamento utilizzate un saldato-re a punta fine di piccola potenza (nonpiù di 30 watt) per integrati, tenendolo

COMPONENTI

R1: 10 OhmR2: 1 MohmR3: 120 KohmR4,R5: 10 KohmR6: 100 Kohm

R7: 10 KohmR8: 150 KohmR9: 33 KohmR10: 6,8 KohmR11: 1 KohmR12: 1 Kohm (vedi testo)C1: 47 nF 250VL p.10 mm

C2: 47 nF 250VL p.10 mmC3: 10nF 63VL pol.p.5 mmC4: 100 µF 16VL elettr.C5: 100 nF C6,C7: 27 pFC8: 470 pFC9: 1000 µF 16VL elettr.

C10: 100 nFC11: 100 µF 16VL elettr.C12: 10 nFC13: 100 nFC14: 10 nFC15: 100 nFL1,L2: 47 µHD1,D2,D3: 1N4148DZ1: Zener 6,2V-1WT1: BC557BT2: BC547BT3: BC547BU1: TDA5051ATU2: MM53200 o UM86409U3: CD4013U4: 7805DS1: Dip-switch binario a 12 vieDS2: Dip-switch binario a 2 vieFUS1: Fusibile 200 mA ritardato 5x20PT1: Ponte raddrizzatore 100V-1AQ1: Quarzo 8 MHzRL1: Relè miniatura 12V, 1 scambioTF1: Trasformatore 220V/9V, 2VAVR1: Varistore 250V (vedi testo)

Varie:- Zoccolo 7+7;- Zoccolo 9+9;- Morsetto 2 poli;- Morsetto 3 poli;- C.S. cod. H130.Le resistenze sono da 1/4 di watt contolleranza del 5%.

il ricevitore in pratica

per il minor tempo possibile su ciascunpiedino. Siccome i pin degli integrati inSMD sono molto vicini occorre tantaattenzione e soprattutto bisogna usarepoco stagno: altrimenti è facile far toc-care l’uno con l’altro o le rispettive sal-dature, o unire due piedini attigui chedovrebbero invece stare staccati.Sistemata la parte più critica del mon-taggio potete procedere infilando neirispettivi fori le resistenze e i diodi,badando alla polarità di questi ultimi:la fascetta colorata indica il catodo.Proseguite con gli zoccoli per gli inte-grati “normali” inserendoli ciascunocon la tacca di riferimento dalla parteindicata nei disegni di disposizionecomponenti visibili in queste pagine,


Tracce rame, in dimensionireali, dei due circuiti stampati

utilizzati per realizzare i nostri prototipi.

passate sucessivamente ai dip-switch(per quelli a 12 vie ricordate che ilprimo deve stare in corrispondenza delpin 1 del rispettivo integratoMM53200, ovvero del suo zoccolo) edai condensatori, avendo cura di rispet-tare la polarità specificata per quellielettrolitici. E’ quindi la volta dei tran-sistor, montati solo sulla ricevente, chedevono essere orientati come indicatonei disegni e nelle foto del prototipo.Non vanno dimenticati i due quarzi da8 MHz e le quattro induttanze dei filtri,tutte da 47 microhenry, che dovete sce-gliere preferibilmente del tipo ad alto Q(fattore di merito) ovvero a bassa resi-stenza serie, allo scopo di migliorare laselettività dei circuiti passa-banda ridu-

cendo le perdite di segnale. Montate iportafusibili 5x20 sulle due unità ed ivaristori: quest’ultimi devono essere da250 o 275V, e si possono scegliereabbastanza liberamente a patto dirispettare il passo previsto per i foridegli stampati; in linea di massima vabene il tipo V250LA20A della GeneralElectric, ma anche l’S14K-275 dellaSiemens. Proseguite inserendo e sal-dando i due ponti a diodi, badando dimetterli nel verso giusto, quindi pensa-te ai regolatori di tensione 7805: quellodel trasmettitore deve avere la partemetallica rivolta all’elettrolitico C11,mentre sulla ricevente il componentedeve stare con la suddetta parte metal-lica di fronte al C4 e con il lato dellescritte rivolto al C5. Per finire montateil relè miniatura tipo ITT-MZ nei pro-pri fori e saldatelo, quindi fate altret-tanto con i due piccoli trasformatori percircuito stampato: entrambe le basettenecessitano di un elemento con prima-rio da rete e secondario a 9 volt chevanno scelti in modo che abbiano lapiedinatura compatibile con quella pre-vista, altrimenti occorre fare qualchemodifica o montarli al di fuori, colle-gandoli con spezzoni di filo. In ognicaso è importante rispettare il giustoverso, cioè identificare e collegare alproprio posto gli avvolgimenti prima-rio e secondario, altrimenti una voltadata la tensione di rete si danneggeràtutto. Quanto al pulsante P1, potete sceglierequello che preferite e collegarlo concorti spezzoni di filo o di terminalitagliati alle rispettive piazzole. Percompletare l’opera, ultimate le saldatu-re e controllati bene i circuiti per rin-tracciare ed eliminare errori ed imper-fezioni, infilate nei portafusibili duefusibili 5x20 ritardati da 200 mA; inne-state quindi gli integrati dual-in-linenei propri zoccoli, badando di far coin-cidere i loro riferimenti con le tacche diquesti ultimi, prestando la dovutaattenzione per evitare che si pieghiqualche terminale sotto il corpo.Ricordate che gli MM53200 possonoessere sostituiti con gli UM86409 oUM3750 della UMC. Allo scopo diagevolare le connessioni, potete salda-re in corrispondenza delle piazzole dialimentazione e di quelle del relè dellaricevente, delle morsettiere a passo 5mm per circuito stampato. Per il colle-

PER IL MATERIALE

Tutti i componenti sono facilmente reperibili presso i rivenditori dimateriale elettronico. L’integrato TDA5051 può essere richiestoalla ditta Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina(MI) tel.0331/576139, fax 0331/578200.


gamento con la rete elettrica basta uti-lizzare un cordone completo di spina,non importa se provvisto o meno di filodi terra: ciascuno servirà sia per averetensione che per inviare o ricevere idati; su ogni unità dovete collegare idue fili (neutro e fase) alle piazzolemarcate 220V ac (un filo per piazzola omorsetto; e fate attenzione ad evitarecortocircuiti!) quindi, dopo gli ultimicontrolli, avrete tutte le carte in regolaper procedere.Rammentate che inizialmente non con-viene collegare il bipolo R12/C15 delricevitore, quindi potete non montareuno di questi componenti: in tal modopartirete con il guadagno normale;aggiungerete la rete, elevando l’ampli-ficazione dello stadio precedente ilTDA5051, se il circuito faticherà a fun-zionare a distanza. E’ importante fare le prime prove con ilguadagno minore perché altrimenti ilmodem ricevente potrebbe saturare enon riconoscere il segnale in arrivo daquello trasmittente.Bene, adesso vediamo come far funzio-nare il tutto: per prima cosa bisognaimpostare il codice, e la combinazione

più semplice è lasciare tutti aperti otutti chiusi i 12 dip-switch di entrambele unità; poi si deve scegliere il modo difunzionamento del relè, chiudendol’uno o l’altro microinterruttore delDS2 della ricevente. Per questa opera-zione ricordiamo che il dip connesso aldiodo D1 attiva il funzionamento asta-bile (RL1 sta eccitato finché si preme ilP1 della trasmittente) mentre l’altro(quello collegato al D2) determina ilmodo bistabile, nel quale il relè vieneattivato premendo una volta P1 e rimes-so a riposo con una successiva pigiata;tenete presente che non si può chiudereentrambi gli switch, ma uno soltantoalla volta.Fatte le impostazioni infilate le spine indue diverse prese di rete, dopo averposto le schede su piani in materialeisolante; non toccatele con le mani per-ché la pista di massa è a diretto contat-to con un filo della rete, quindi sarebbefacile prendere una scossa decisamentepericolosa. Per rischiare il meno possibile convienemunirsi di un cacciaviti cercafase e toc-care la massa di ogni circuito: se siaccende staccate e girate la spina in

modo da non farlo illuminare più; cosìfacendo collegherete il neutro e non lafase alla pista di GND, il che riduce lapossibilità di farsi male. Trascorsoqualche secondo dall’accensione, esau-riti i transitori, verificate che tutto fun-zioni a dovere pigiando il pulsante P1della trasmittente e controllando chesulla ricevente scatti il relè; se qualcosanon va date un’occhiata all’impostazio-ne dei dip-switch e spostateli di conse-guenza. Ricordate infine che il circuito cosìcom’è copre una distanza di circa12÷15 metri, dipendente anche dallaquantità di utilizzatori elettrici postisulla sua linea e dall’entità dei disturbiche essi producono; per andare oltre,ma solo per distanze superiori, si puòelevare il guadagno dell’amplificatoremontando la rete aggiuntiva R12/C15.Finite le prove e staccati i circuiti rac-comandiamo di montare questi ultimiin apposite scatole in plastica per mon-taggi elettronici, facendo uscire dal tra-smettitore il cordone e pulsante dicomando, mentre per la ricevente ilsolito cavo di rete e la morsettiera delloscambio del relè.

Sistema di trasmissione adistanza audio/video a 2,4 GHza 4 canali composto da una

unità trasmittente e da una unitàricevente. Possibilità di scegliere

il canale di lavoro tra quattro diffe-renti frequenze. Potenza RF: 10 mW,portata di circa 100 metri. Al tra-smettitore può essere applicato il

segnale video proveniente da qual-siasi sorgente (telecamera, video-registratore, uscita SCART TV,ecc.) nonché un segnale audio ste-

reo. Il ricevitore dispone, oltre alleuscite standard video e audio (stereo),

anche di un segnale modulato in RFda collegare alla presa diantenna di qualsiasi TV.Trasmettitore e ricevitore

vengono forniti con i rela-tivi alimentatori da rete e

con tutti i cavi di collegamento.

Sistema di trasmissione a distanza audio/video a 2,4 GHzcomposto da una unità trasmittente con potenza di 10 mW eda una unità ricevente. Grazie all’impiego di antenne diret-tive ad elevato guadagno incorporate in ciascuna unità, laportata del sistema è di circa 400 metri; frequenza di lavoro:2430 MHz; larghezza di banda canale audio: 50 ÷17.000Hz; alimentazione dei due moduli a 12 volt con consumi di110 mA per il trasmettitore e di 180 mA per il ricevitore. Altrasmettitore può essere applicato il segnale video prove-niente da qualsiasi sorgente (telecamera, videoregistratore,uscita SCART TV, ecc.) di tipo video composito di 1 Vpp su75 Ohm, nonché un segnale audio di 0,8 V su 600 Ohm,entrambi tramite connettori RCA. Il ricevitore dispone didue uscite standard audio/video.Dimensioni:150x88x40mm, completi di alimentatorida rete e cavi di collega-mento.

SISTEMI SENZASISTEMI SENZA FILI AFILI AUDIO/VIDEO 2,4 GHzUDIO/VIDEO 2,4 GHz

V.le Kennedy, 96 - 20027 RESCALDINA (MI)Tel. (0331) 576139 r.a. - Fax 578200 - www.futuranet.it

4 canali da 10 mW4 canali da 10 mW monocanale da 10 mWmonocanale da 10 mWCodCod. FR99. FR99LirLire 470.000e 470.000

CodCod. FR120. FR120LirLire 295.000e 295.000

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SOMMARIO - pannullo.it · della versione più potente riguarda la possibilità che l’emissione,...

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