SOMMARIO - pannullo.it · menta la capsula con un segnale di buona ampiezza, anche perché riceve...

Elettronica In - giugno ’97 1

ELETTRONICA IN Rivista mensile, anno III n. 20 GIUGNO 1997

Direttore responsabile:Arsenio SpadoniResponsabile editoriale:Carlo VignatiRedazione:Paolo Gaspari, Vittorio Lo Schiavo,Sandro Reis, Francesco Doni, AngeloVignati, Antonella Mantia, AndreaSilvello, Alessandro Landone, Marco Rossi.

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SOMMARIOSUONERIA TELEFONICA SOLID-STATEStanchi della tradizionale suoneria telefonica? Ecco come fareper ottenere un suono del tutto diverso, quasi una dolce melo-dia... Il tutto grazie ad un nuovo, economico chip Motorola.

ANTIFURTO MOTO A VIBRAZIONECompatto e funzionale, realizzato con un nuovo e preciso senso-re di spostamento. Adattabile anche alle autovetture.

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LUCI AUTOMATICHE PER AUTOSemplice dispositivo che accende automaticamente i fari dellavettura quando fa buio o quando entrate in galleria.

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LA RIVOLUZIONE DEI DATA-CDI Data-Book, i preziosi cataloghi indispensabili ai progettisti,stanno per essere sostituiti dai Data-CD. Breve panoramica.

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SERRATURA CON TRASPONDERUn sistema d’accesso ad altissima tecnologia realizzato con itrasponder passivi: nessun contatto fisico tra la chiave e la serra-tura che può essere nascosta dietro una parete o all’interno diuna porta.

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CORSO DI PROGRAMMAZIONE PER Z8Impariamo a programmare con la nuovissima famiglia di microcontrolloriZ8 della Zilog caratterizzata da elevate prestazioni e grande flessibilità.Ultima puntata.

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55

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

281 del 7-5-1996.

VIDEOSPIA CON RADIOCOMANDOOltre la microspia: un semplice sistema che permette di ascoltare evedere ciò che avviene all’interno di un’abitazione o di un ufficio.Completo di radiocomando per l’accensione a distanza.

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Mensile associatoall’USPI, Unione StampaPeriodica Italiana

CORSO DI ELETTRONICA: I FILTRILa seconda puntata della monografia dedicata ai filtri: questomese parliamo dei filtri attivi.

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REGISTRATORE DI TELEFONATESemplice automatismo passivo che consente di registrare auto-maticamente le telefonate fatte o ricevute.

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REGOLATORE DI CARICA DA 15ACollegato fra il pannello e le batterie consente di limitare l’afflus-so di corrente in queste ultime quando sono cariche a sufficien-za: interrompe inoltre il collegamento con il carico quando la bat-teria è scarica o quando la tensione è troppo bassa.

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Avete mai pensato di cambiare il suono del vostrotelefono? Certo, sì, lo sappiamo che con il cellula-

re si può ed è fin troppo facile, ma stavamo parlando deltelefono di casa, quello normale, “per il popolo”...Ecco, sul telefono di casa esiste già una suoneria diserie, una sorta di avvisatore acustico che si mette asuonare quando vi arriva una chiamata; itelefoni omologati Telecom suonanotutti allo stesso modo, mentre cisono poi tanti altri apparec-chi che arrivano da diverseparti del mondo, che hannociascuno il proprio suono:bello, ridicolo, forte, debole,insomma come capita. Seavete tra le mani un apparecchioche “suona male” (no, non l’hi-fi: quello è affar vostro...) sappia-te che da oggi potete rimediaresostituendo la suoneria originale conquella proposta in queste pagine, rea-lizzata grazie ad un nuovo integratoMotorola. Pertanto se volete cambiarela suoneria del telefono perché vi sembrail momento di cambiare vita, per dimenticare il suonodelle chiamate della vostra “ex” o di quelle del capuffi-cio quando stavate a casa sul divano a guardare la TV(com’era la pubblicità? Ah, “...ragionier Conticini...”) epoi dovevate portare di corsa il figliolo alla Shell...approfittate dell’occasione e continuate a leggere que-

ste righe. Diamo dunque un’occhiata al circuito e notia-mo subito quanto sia semplice, quasi banale, grazieall’impiego di un nuovo integrato costruito dallaMotorola appositamente per realizzare ringer telefoni-ci: l’MC34217. Questo componente rileva la tensione

alternata presente tra i due fili dellalinea telefonica quando arriva unachiamata, quindi la raddrizza e con

essa carica un condensatoreesterno, in modo da ricavarneuna tensione continua di valo-re sufficiente ad alimentarela circuiteria interna; l’arri-vo dell’alternata fa attivare ilgeneratore di segnale inter-no, che provvede a produr-re una tensione rettango-lare a bassa frequenza

(circa 10÷15 Hz) con cuiviene pilotata la pastiglia piezoe-

lettrica che fa da avvisatore acustico. Mavediamo i dettagli analizzando rapidamente lo

schema elettrico che trovate illustrato in queste pagine.Allora, l’ingresso del chip fa capo ai piedini 7 e 8, aiquali giunge la tensione alternata della chiamata telefo-nica tramite un condensatore ed una resistenza apposi-tamente calcolati; il condensatore (C1) serve a blocca-re la componente continua, ovvero la tensione di 48÷60volt normalmente presente a riposo tra i due fili dellalinea. Il ponte a diodi (Diode Bridge) interno

TELEFONIA

Elettronica In - giugno ‘97 9

UNA SUONERIASOLID-STATE

Stanchi del campanello del vecchio telefono di casa? Non ne potete più deltrillo che vi fa sobbalzare ad ogni chiamata? Volete una suoneria

aggiuntiva da collocare in cantina o in un’altra stanza per essere avvisatiquando vi chiamano al telefono? Per tutti questi casi la soluzione è

unica, unica come la piccola suoneria proposta in queste pagine,realizzata con un nuovo chip Motorola che...

di Francesco Doni

10 Elettronica In - giugno ‘97

COMPONENTI

R1: 3,9 Kohm 1/4 WR2: 1,5 Mohm 1/4 WC1: 1 µF 160Vl poliestereC2: 4,7 µF 35Vl elettrolitico rad.C3: 3,3 µF 35Vl elettrolitico rad.U1: MC34217BZ: Pastiglia piezo (vedi testo)

Varie:- Morsetto 2 poli p. 5mm;- Zoccolo 4 + 4 pin;- Basetta cod. H027.

schemaelettrico

realizzazione pratica

Vediamo in breve come costruire e applicare la suoneria. In questo box trova-te illustrata a grandezza naturale una traccia lato rame: utilizzatela per pre-parare la piccola basetta stampata, sulla quale poi monterete i pochi compo-nenti che occorrono. Per il montaggio inserite nell’ordine le resistenze e lozoccolo per l’integrato, quindi i condensatori elettrolitici (badando di rispet-tare la loro polarità) e quello in poliestere. L’elemento piezoelettrico potetecollegarlo con due spezzoni di filo (meglio se ne è già dotato) ai rispettivi puntidello stampato, ovvero ai piedini 1 e 2 dello zoccolo dell’integrato; il collega-mento va fatto senza rispettare alcuna polarità. Ricordiamo che bisogna uti-lizzare una pastiglia piezo (da 40÷50 mm di diametro) o un cicalino piezosenza oscillatore; meglio sarebbe trovare un trasduttore piezo ad alta efficien-za, tipo quelli usati nelle suonerie di alcuni telefoni e negli avvisatori acusticidegli apparati industriali. Finite le saldature dei componenti innestatel’MC34217 nel proprio zoccolo badando di inserirlo nel verso giusto. Per laconnessione con la linea telefonica consigliamo di utilizzare una morsettieraper stampato a passo 5 mm, da collegare al piedino 7 dell’integrato e all’e-stremo libero del C1: insomma, ai punti marcati LINEA. Il collegamento puòessere effettuato con due fili qualunque o, meglio, con un pezzo di doppinotelefonico di lunghezza adeguata. La nostra suoneria può essere collegatadirettamente alla morsettiera d’ingresso della linea Telecom, alla presa (aidue punti in alto, cioè “a” e “b”) oppure in parallelo ai fili che arrivano altelefono; ancora, non sarebbe una cattiva idea mettere il circuitino dentro altelefono, disabilitando la suoneria esistente: del resto il nostro dispositivo èpiccolissimo, e sta in gran parte degli apparecchi standard, anche e soprattut-to in quelli di vecchio tipo con la suoneria a campanello (elettromeccanica).

all’integrato provvede a raddrizzarel’alternata ricavandone impulsi unidi-rezionali riferiti alla propria massa, la

quale fa capo al piedino 6. Il condensa-tore collegato tra il piedino 3 e la massadi riferimento (piedino 6) livella la ten-

sione raddrizzata, convertendo gliimpulsi in una tensione continua cheviene poi ridotta dal blocco di Bias eportata ad un valore più che adatto a farfunzionare l’oscillatore interno, i divi-sori di frequenza, e lo stadio amplifica-tore d’uscita. L’oscillatore genera ilsegnale di pilotaggio della capsula pie-zoelettrica, segnale la cui frequenzadipende sostanzialmente dal valoredella resistenza collegata al piedino 5, epuò variare tra circa 880 Hz (con resi-stenza da 500 Kohm) e oltre 1,1 KHz(con 2 Mohm di resistenza). Il segnaledell’oscillatore viene poi diviso emodulato in frequenza dal blocco“Warble/Freq. Divider” contenuto inU1 cosicché si ottiene una forma d’on-da rettangolare di frequenza legger-mente variabile e modulata intorno ai10÷12 Hz, che raggiunge lo stadio diuscita; quest’ultimo amplifica il segna-le di quel tanto che basta a pilotare unacapsula senza oscillatore o una pasti-glia piezo, in modo da avere un suonoabbastanza intenso. Notate che lo sta-dio in questione ha un’uscita di tipo aponte, ovvero differenziale, quindi ali-menta la capsula con un segnale dibuona ampiezza, anche perché ricevel’alimentazione direttamente dall’usci-ta del ponte a diodi, e non dal circuitodi Bias della logica. Chiudiamo ladescrizione dell’integrato con il con-densatore collegato al piedino 4, e conl’SCR interno che, collegato alla rete diprotezione, scatta se la tensione diingresso supera il valore limite consen-tito bloccando eventuali picchi ed altresovratensioni. In particolare, il conden-satore serve a filtrare la tensione alter-nata che giunge ai piedini 7 e 8, e daessi al comparatore di soglia


(Threshold Comparator): quest’ultimopermette di rilevare la tensione di chia-mata, provvedendo poi ad attivare ilcircuito che produce il segnale di pilo-taggio della pastiglia piezo. La sensibi-lità dell’integrato dipende quindi dalvalore della resistenza collegata al pie-dino 4, poiché ai suoi capi si verificauna caduta di tensione proporzionaleall’ampiezza dell’alternata di ingresso;dipende inoltre dal valore del conden-satore, poiché tanto più questo è gran-de, tanto minore è la tensione che sipresenta ad eccitare il comparatore. Ilcondensatore può essere scelto tra 470nF e 4,7 µF, tenendo presente che unvalore basso rende facilmente eccitabi-le la suoneria anche con tensioni d’in-gresso relativamente deboli (es. con gliimpulsi prodotti dai vecchi telefoni adimpulsazione) mentre con valori troppoelevati occorre un’alternata abbastanzaintensa. L’integrato MC34217 è accop-piato alla linea tramite il bipolo C1/R1,che permette il disaccoppiamento incontinua e lascia transitare la sola alter-nata di chiamata; il valore del conden-

satore è stato scelto per ottenere unabassa impedenza nei confronti dell’al-ternata di chiamata usata nella retetelefonica italiana, garantendo comun-que una certa insensibilità nei confron-ti dei disturbi in linea. La R1 è statainvece dimensionata per consentire unacarica abbastanza rapida del condensa-tore di livellamento C4, quest’ultimoutilizzato ovviamente per ricavare latensione continua necessaria al funzio-namento del generatore di nota internoall’integrato. La resistenza R2 serve adeterminare la sensibilità del circuito,ovvero per impostare la soglia di ten-sione d’ingresso per la quale la suone-ria inizia a funzionare; C3 è l’elettroli-tico che filtra la tensione ai capi dellaR2, garantendo l’immunità nei con-fronti della gran parte dei disturbiimpulsivi e non che si presentano inlinea, e l’insensibilità agli impulsi pro-dotti dagli apparecchi a selezione deca-dica. Il segnale di uscita pilota diretta-mente la pastiglia piezoelettrica BZ,che rende udibile il suono del nostrodispositivo. Per avere una buona resa

acustica bisogna scegliere una pastigliaabbastanza grande, oppure un cicalinosenza oscillatore di quelli ad alto rendi-mento; va inoltre considerato che conla tensione alternata usata nella retetelefonica italiana e i valori attuali deicomponenti, il segnale che pilota l’ele-mento piezoelettrico BZ supera i 20Vpp; bisogna quindi utilizzare un tra-sduttore che possa reggere tale tensio-ne. Per il collaudo, dopo aver collegatoil circuito alla linea, fate in modo diricevere una chiamata (mettetevi d’ac-cordo con qualcuno...) e verificate chela pastiglia piezo emetta il “trillo”;chiudete la telefonata, quindi, se dispo-nete di un telefono a selezione decadi-ca (ad impulsi) verificate che compo-nendo un numero abbastanza lungo (econ qualche 9 o zero) la suoneria nonvenga innescata. Se tutto va bene il vostro ringer telefo-nico è pronto. Se invece viene eccitato(cioè suona, anche lievemente) inseguito alla composizione di numeri indecadica, aumentate il valore del C3portandolo a 4,7 µF.

PER IL MATERIALE

Tutti i componenti utilizzati inquesto progetto sono facilmen-te reperibili. L’integratoMC34217 costa 2.800 lire epuò essere richiesto alla dittaFutura Elettronica, v.leKennedy 96, 20027 Rescaldina(MI), tel. 0331/576139 fax0331/578200.

Il circuito della nostrasuoneria è molto semplice, il che

permette a chi lo desidera o lo trova piùcomodo, di realizzarlo

su un pezzetto di basetta millefori; per

un risultato ottimale (alato il nostro

prototipo a montaggioultimato) utilizzate lanostra traccia rame.

Quante volte guidando un’automobile entriamo ingalleria e ci troviamo di colpo al buio, oppure non

accendiamo le luci perché ne vediamo il primo trattoilluminato, e quante altre usciamo da una serie di galle-rie e lasciamo i fari accesi anche per delle ore, finoa quando, magari durante una sosta, ce neaccorgiamo o ce lo fanno notare?E quante volte, distratti omagari ingannati dall’illu-minazione stradale, andiamoin giro senza accendere nean-che le luci di posizione?Sicuramente situazioni delgenere sono capitate a tutti gliautomobilisti e certo anche a noi,progettisti sempre un po’ assenti,con la testa tra i nostri schemi, for-mule e componenti, che gui-diamo con gli occhi sulla stra-da ed il pensiero all’ul-timo progetto a cuistiamo lavorando.Perciò abbiamopensato chenon sarebbestata una cat-tiva ideapubbl icareun circuitinos e m p l i c e -

semplice fatto proprio per comandare automaticamentele luci di posizione o i fari anabbaglianti, accendendoliogni volta che fa buio e spegnendoli quando torna chia-ro. Il dispositivo in questione lo trovate in queste pagi-

ne, ed è sostanzialmente un interruttore crepu-scolare dotato delle connessioni necessarie a

comandare distintamente le luci di un’auto-vettura senza ostacolare i comandi manua-

li previsti di serie. Una volta installato, ilnostro automatismo accende da solo leluci di posizione e/o gli anabbagliantiquando comincia a fare buio, sempreche non lo abbiate già fatto manual-mente; in tal modo eviterà situazio-

ni di pericolo,nonché ir i c h i a m i“ v e r b a l i ”degli agentidi PubblicaS icurezza .Insomma, se

siete partico-larmente sba-

dati seguitequesto articolo e pensate

seriamente ad installarvi inauto l’automatismo: certamente

vi sarà utile. Per capire bene di cosasi tratta vediamo innanzitutto lo schema

ON THE ROAD


LUCI AUTOMATICHEPER AUTO

La sera dimenticate di accendere le luci della vostra vettura? Entrando in unagalleria vi trovate improvvisamente al buio, oppure uscendo lasciate i fari

accesi fino a quando qualcuno non ve lo fa notare? Allora realizzate ed instal-late il semplice automatismo proposto in queste pagine, che vi permetterà dinon dover più pensare alle luci dell’automobile, giacché provvederà da solo

ad accenderle quando fa buio e a spegnerle quando non servono più.

di Paolo Gaspari


schema elettrico

elettrico illustrato in queste pagine, dalquale notiamo immediatamente cheabbiamo a che fare con qualcosa dimolto semplice, quasi banale: il circui-to è in pratica un interruttore crepusco-lare ridotto all’essenziale, magari nonpreciso ma funzionale ed affidabile. Iltutto è basato su un circuito provvistodi fotoresistenza e su due transistorNPN, uno dei quali serve ad alimentarela bobina di un relé di potenza; que-st’ultimo provvede a dare tensione alleluci del veicolo. Il circuito basa il suofunzionamento sul comportamentodella fotoresistenza, la quale è un com-ponente che varia il proprio valore resi-

stivo in funzione della quantità di luceche investe la sua superficie sensibile:in pratica, la resistenza è direttamenteproporzionale all’intensità della lucevisibile che ne investe il lato fotosensi-

come funziona l’intero circuito da soloe installato in auto. Allora, partiamo dauna condizione di ambiente normal-mente illuminato, quale potrebbe esse-re un giorno di sole, ovviamente all’a-

ovvero positivo e massa) alle luci, tra-mite i diodi D1, D2, D3, D4, D5. Neldettaglio, possiamo prelevare tensionedistintamente dal punto 5, tramite idiodi D3/D4, dal 6 tramite D1/D2, e

bile; quindi maggiore è la luce nell’am-biente, minore è la resistenza presenta-ta ai capi del fotoresistore, viceversa,più tende a fare buio, maggiore divienela resistenza. Nei fotoresistori di tipocomune la resistenza può variare in uncampo molto ampio, solitamente com-preso tra qualche centinaio di ohm(sotto forte illuminazione) e diversiMohm (al buio completo). Il nostro haun “range” di resistenza che oscilla tra200÷300 ohm alla luce e 2÷3 Mohm inpieno buio. Ora che abbiamo spiegatole proprietà della fotoresistenza possia-mo analizzare lo schema elettrico (nelquale la stessa è siglata FT1) e capire

perto: in questo caso la resistenza dellaFT1 è relativamente bassa, e normal-mente non supera qualche Kohm; per-tanto, registrando opportunamente PT1in modo che presenti una resistenzadell’ordine di 40÷50 Kohm, il partitoreformato da quest’ultima con R1 e lafotoresistenza produce tra la base delT1 e massa una caduta di tensioneinsufficiente a polarizzare il transistorstesso. Quindi T1 rimane interdetto e lostesso vale per T2. Se la luce nell’am-biente cala, aumenta progressivamentela resistenza elettrica del fotoresistore,perciò, restando invariati i valori diPT1 (che una volta registrato non varitoccato) ed R1 vediamo crescere latensione tra la base del T1 e la massadel circuito; la differenza di potenzialecresce fino al punto che T1 viene pola-rizzato e va in conduzione, e la corren-te che scorre nel suo emettitore alimen-ta la base del T2 (tramite la resistenzaR2) mandandolo in saturazione.Quest’ultimo transistor alimenta labobina del RL1 con la corrente del pro-prio collettore, fino a che la luce nel-l’ambiente non torna ad un livello taleda far interdire nuovamente T1. Unavolta scattato, lo scambio del relè portala tensione dell’impianto elettrico delveicolo (applicata tra i punti 1 e 8,


in praticadal 4 tramite D5; inoltre abbiamo adisposizione i punti 2 e 3 (sdoppiati)per prelevare l’alimentazione diretta-mente. Ora va notato che abbiamo pre-ferito utilizzare diverse uscite separatedai diodi principalmente per evitareinterferenze tra i vari circuiti della vet-tura, e tra essi e il nostro automatismo:in pratica i diodi lasciano passare cor-rente solo dal punto 1 (positivo del-l’impianto elettrico del veicolo) ai mor-setti 4, 5, 6, evitando che passi al con-trario. Se la cosa vi sembra poco com-prensibile pensate di alimentare ilpunto 1 con i 12V dell’impianto diun’automobile, quindi di collegare ilpunto 4 alla linea positiva delle lucidella targa, il 5 a quella delle luci diposizione e il 6 al filo che alimenta iproiettori (anabbaglianti). Se mancas-sero i diodi avremmo le linee di ali-mentazione dei fari, delle luci di posi-zione e di quelle della targa in cortocir-cuito, con il risultato che accendendo leluci di posizione si accenderebberoanche le luci della targa (e fin qui nulladi male, dato che il Codice della Stradaprescrive che le luci-targa si accendanocon quelle di posizione e/o con i fari...)ma inevitabilmente verrebbero alimen-tati anche i proiettori, che quindi fun-zionerebbero anche con il comandodelle luci di posizione. Insomma, nonsi riuscirebbe ad accendere solo le lucidi posizione. Per fare un altro esempio,pensate alle auto tedesche:Volkswagen, Audi, ecc. che permetto-no di tenere accese le luci di posizionedi un solo lato in sosta, ad esempio allato della strada; bene, queste vetture

COMPONENTI

R1: 5,6 Kohm 1/4WR2: 4,7 Kohm 1/4WR3: 100 ohm 2WFT1: Fotoresistenza (vedi testo)PT1: 220 Kohm trimmerC1: 47 µF 25Vl elettroliticoDZ1: 1N5352B (15V-5W)D1: 1N5402D2: 1N5402

D3: 1N5402D4: 1N5402D5: 1N5402T1: BC337T2: BCX38CRL1: Relè 12V, 1 scambio 10A

Varie:- Connettore pin-strip 2 poli;- Faston da c.s. (10 pz.);- Circuito stampato cod. H030.

luci di posizione di destra o di sinistra.Se installassimo il circuito su una diqueste auto e non ci fossero i diodi, col-legheremmo inevitabilmente insieme lelinee di alimentazione, cosicché atti-

vando le luci di posizione di un lato (insosta) si accenderebbero anche quelledell’altro, determinando un inutilespreco di energia elettrica. Il circuitopreleva l’alimentazione per il crepu-

hanno impianti elettrici separati nonsolo per le luci di posizione e per i fari,ma i gruppi ottici dei due lati sono ali-mentati da impianti differenti, in mododa poter accendere distintamente fari e


L’INSTALLAZIONE ACIRCUITI SEPARATI

Generalmente nella gran parte delleauto si può collegare un solo filo per

accendere i due i fari anabbaglianti edentrambe le luci posteriori, secondo loschemino illustrato a sinistra; è il caso

delle vetture italiane, e di altre stranierequali Renault, Peugeot, Citroën, ecc.

Tuttavia alcune automobili (es. leVolkswagen) hanno i circuiti di alimen-

tazione dei gruppi ottici separati, cioè leluci di destra sono collegate ad una

linea diversa da quella che fa funzionarequelle di sinistra, e sono tutte accese da

un doppio interruttore o deviatore.Ciò è stato fatto per

consentire di tenere accese le luci diposizione di un solo lato del veicolo insosta. L’installazione in queste vetture

rimane invariata per quanto riguarda laconnessione dell’alimentazione

principale e di quella sotto chiave (quadro) mentre deve essere svolta

diversamente per i collegamenti alleluci. In pratica consigliamo di alimenta-re le luci della targa collegando un filoda 1,5 mmq tra il punto 4 del circuito ela linea positiva di alimentazione delle

PER LA SCATOLA DI MONTAGGIO

Il circuito è disponibile in scatola di montaggio cod.FT180 al costo di 58.000 lire. Il kit comprende tutti i com-ponenti, il sensore di luminosità con relativo cavo e tuttele minuterie compreso il contenitore plastico. Il circuito èanche disponibile già montato e collaudato allo stessoprezzo del kit. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, viale Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel.0331/576139, fax 0331/578200.

scolare dall’impianto elettrico, e quindidal solito punto 1: pertanto quest’ulti-mo è solitamente collegato al +12V delveicolo, insieme al morsetto 7; tuttavia,soprattutto se l’impianto elettrico delveicolo funziona a 24V, è possibileseparare la linea di potenza (quella delpunto 1) che fa funzionare le luci, daquella che serve il crepuscolare. In que-st’ultimo caso si può scegliere se ali-mentare il punto 2 con i 24 volt (il cir-cuito funziona anche a tale tensionegrazie alla resistenza R3 e allo Zener

DZ1, che abbassa la tensione sul relèquando quest’ultimo va in conduzione)oppure, se si dispone di un riduttore a12V già impiegato per altri apparecchi,quali l’autoradio, si può prelevare daquest’ultimo la tensione del crepusco-lare. Chiudiamo la descrizione del cir-cuito facendo notare che il relè soppor-ta tranquillamente la corrente necessa-ria ad accendere tutte le luci ordinariedi un’autovettura o di un autocarro, chedi solito assorbono non più di 10A:infatti ogni proiettore ha una lampadina

da 40÷55 watt (circa 4A a 12V, e 2,2Amassimi con 24V) quindi davanti sonorichiesti circa 8A; le luci di posizioneanteriori e posteriori sono ciascuna da5 watt, quindi ammettendo un totale di20W per tutte (2 avanti e 2 dietro)abbiamo un assorbimento di circa 1,7Acon impianto a 12V, e circa 0,85A nelcaso l’impianto vada a 24V. Le lucisupplementari (es. fendinebbia) sonoazionate da appositi comandi e comun-que da relè, alimentati questi ultimi dalcomando di accensione delle luci diposizione; pertanto prendono correntedirettamente dalla batteria e non dalnostro circuito, che al massimo si limi-ta ad alimentare le bobine dei relè diattivazione. Lo stesso vale per gli abba-glianti. E vediamo adesso come sicostruisce e si installa il circuitino: lacostruzione è semplicissima, alla porta-ta di tutti, dato che le tensioni in giocosono basse e non vi sono componenticritici; il tutto può essere realizzato suun pezzo di basetta millefori o sul pic-colo circuito stampato che potete auto-costruire secondo il metodo che prefe-rite seguendo la traccia lato rame illu-

stesse; dopo aver individuato i fili positivi delle luci di posizione e/o deiproiettori anabbaglianti, collegate il

contatto 5 dello stampato alla linea didestra (o di sinistra) utilizzando del

cavo da 2,5 mmq di sezione e, semprecon uno spezzone di cavo della stessasezione connettete il filo positivo delleluci di sinistra (o di destra) al punto 6.Diversamente, se sono sdoppiati sola-mente i circuiti delle luci di posizione(figura a destra) potete collegare i duegruppi ottici ciascuno ai punti 5 e 6, le

luci della targa al 4, e la linea deiproiettori anabbaglianti, con appositi filida 2,5 mmq di sezione, ai contatti 2 e 3.In questo caso i proiettori anabbagliantirisultano alimentati senza l’interposizio-

ne di alcun diodo, ma la cosa non determina il minimo fastidio: infatti

accendendo le luci di posizione con ilcomando manuale dell’auto i diodi

D1÷D4 bloccano la tensione prima chepossa giungere ai fari, mentre accenden-

do questi ultimi anche se la tensioneraggiunge pure la linea delle luci di

posizione non accade nulla di strano,perché quando si illuminano gli

anabbaglianti possono essere acceseanche le luci di posizione.

strata a grandezza naturale in questepagine. Una volta inciso e forato lostampato inserite su di esso, nell’ordi-ne, le resistenze R1 ed R2, quindi itransistor (attenzione al verso di inseri-mento di questi ultimi) il trimmer ver-ticale miniatura PT1, la resistenza da 2watt (R4) il condensatore elettroliticoC1 (badate di rispettarne la polarità) e isei diodi, dei quali solo D1 va montatoin orizzontale, e tutti gli altri in piedi.Fate attenzione alla polarità dei diodi,che devono essere montati come indi-cato dalla disposizione componentivisibile in queste pagine (seguitelaanche per l’orientamento dei transi-stor...) e che comunque devono esserecollegati così: DZ1 deve avere il termi-nale vicino alla fascetta colorata rivoltoal transistor T1, mentre per D1÷D5 l’e-lettrodo che sta dal lato della fascettadeve andare sulla relativa piazzola diuscita. Per finire il montaggio realizza-te un ponticello (o collegate una resi-stenza da 1 ohm 1/4 di watt) tra l’emet-titore del T1 e la resistenza R2 (ed ilpositivo di C1...) come indicato nelladisposizione componenti. Sistemate in

ultimo il relè, che deve essere di tipoorizzontale da 12V, 10 ampère.Terminate le saldature il circuito èpronto: la fotoresistenza FT1 va colle-gata al circuito stampato mediante unpezzo di cavetto schermato coassialedel quale lo schermo va a massa (punto1 della basetta) e il conduttore centralealla base del T1; sulla fotoresistenzainvece non va rispettato alcun ordine dicollegamento, basta saldare un elettro-do alla maglia-schermo e l’altro al con-duttore centrale, avendo cura di isolare

le giunte. Al fine di agevolare le con-nessioni con l’impianto elettrico delveicolo consigliamo di montare deicontatti faston maschi in corrisponden-za di ciascuna piazzola di alimentazio-ne e di uscita, ovvero nei punti 1÷8;possibilmente usate dei faston a salda-re per circuito stampato, che dovrestetrovare presso i negozi un po’ forniti dicomponenti elettronici. Per l’installa-zione in auto, quindi in un impiantoelettrico funzionante a 12 volt, preleva-te la tensione di alimentazione princi-


pale dalla batteria o dalla scatola deifusibili, utilizzando un conduttore da 4mmq che collegherete al punto 1 dellabasetta, direttamente o, meglio, tramiteun fusibile volante da 16A (tipo quelliusati nell’autoradio). L’alimentazioneper il crepuscolare (punto 7) è meglioprenderla sotto chiave, ovvero dopol’interruttore a chiave che alimenta ilquadro (contatto in posizione MAR); intal modo non si richia di lasciare l’au-tomatismo in funzione quando si escedall’auto. Diversamente si accendereb-bero le luci automaticamente anche aquadro spento, con il risultato certospiacevole di ritrovarsi all’indomanicon la batteria scarica. Il punto 8 dellabasetta va collegato al negativo dellabatteria o ad un punto della scocca, conuno spezzone di filo sempre dellasezione di 4 mmq. I collegamenti di ali-mentazione conviene comunque farlialla fine dell’installazione, in modo danon lavorare con il dispositivo in ten-sione. Perciò prima individuate i filiche portano alle luci di posizione e poicollegate quello positivo al punto 6 uti-lizzando del cavo da 1,5 mmq di sezio-ne; connettete quindi i punti 2 e 3 con

un filo da 2,5 mmq di sezione al cavopositivo che alimenta i fari anabba-glianti. Infine, con un filo da 1,5 mmqcollegate il punto 4 alla linea positivadelle luci della targa. Così facendo tuttele luci dell’auto sono messe sotto il cir-cuito, e verranno accese dalla chiusuradel relè, quando, a vettura accesa (qua-dro inserito) ce ne sarà bisogno.Terminati i collegamenti fate in mododi portare la fotoresistenza in un luogoche le permetta di rilevare la luminositàdell’ambiente in cui si trova l’automo-bile: ad esempio dietro al parabrezza oal lunotto posteriore, in basso, in modoche non dia fastidio. Nel cercare ilposto in cui alloggiare la FT1 dovetepensare che comunque non deve essereinfluenzata dalle luci dell’auto, e tanto-

meno da quelle di altri veicoli. Perciòse la mettete all’interno dell’abitacolofate in modo che non guardi del tuttoall’esterno, e nemmeno totalmenteall’interno: posizionatela, ad esempio,verso il basso. Diversamente potetecollocare la fotoresistenza sotto il vei-colo, ad esempio appena sotto ilparaurti anteriore, possibilmente nonappoggiata ad esso ma disposta inmodo che “veda” la luce dell’ambiente,ma che non sia esposta direttamente aifari degli altri veicoli. Terminata l’installazione potete regi-strare il trimmer in modo da trovare lasoglia di accensione delle luci: alloscopo consigliamo di eseguire la rego-lazione al tramonto (agendo su PT1), ecomunque in modo da fare accenderele luci quando comincia a fare buio.Notate che, quando riprenderà a faregiorno e l’automatismo staccherà leluci, sarà possibile comunque accende-re quelle di posizione o gli anabba-glianti manualmente; notate altresì chequando il dispositivo attiva le luci èpossibile azionare senza alcuna interfe-renza gli abbaglianti e gli eventuali fen-dinebbia.

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PIC già programmato, la basetta e tutte le minuterie (non è compresa la batteria a 9 volt). Il circuito implementa una memoria EEPROM in cui memorizzare la scritta che si

desidera visualizzare. Allo scopo occorre disporre di un comune PC dotato di porta seriale e di un apposito software di programmazione.

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SERRATURAELETTRONICA

CON TRASPONDERU2270B TEMIC

di Arsenio Spadoni

Per il controllo degli accessi, l’a-pertura di elettroserrature e tor-

nelli automatizzati si usano datempo dispositivi basati su tesseremagnetiche, le più semplici e prati-che, e soprattutto economiche. Neisistemi più complessi, dove èrichiesta notevole sicurezza (es. iservizi a denaro quali le carte dicredito) vengono usate le carte achip, che permettono di sceglierefra diversi gradi di protezione dive-nendo praticamente inviolabili. Si

tratta in entrambi i casi di sistemicon chiavi che devono entrare fisi-camente in contatto con l’apparec-chiatura di identificazione, e cheperciò hanno tempi di lettura relati-vamente lunghi: bisogna che la per-sona estragga la tessera, la introdu-ca nel lettore, attenda che questi lalegga, quindi deve toglierla e ripor-la dove la custodisce (portafogli,ecc.) il che costa in media una deci-na di secondi. Per accelerare le pro-cedure bisogna ricorrere a metodi

che non prevedono il contatto fisi-co fra chiave e dispositivo di lettu-ra. Proprio per questo sono nati itrasponder, sistemi che permettonola lettura di dati a distanza, senzacontatto elettrico o magnetico trachiave e sistema di identificazione:basta far passare la chiave o la tes-sera di identificazione in prossimitàdi una bobina collegata al sistemadi identificazione per rilevare ilcodice contenuto in essa, memoriz-zarlo o elaborarlo eventualmente

A sinistra, il prototipo delnostro trasponder, si noti

la semplicità della basetta che implementa

solo due circuiti integrati: l’U2270B dellaTemic e l’ST6260 della

SGS-Thomson; a destra,principio di

funzionamento del sistema di

indentificazione senzacontatto fisico.


Una chiave d’accesso adaltissima tecnologia

realizzata con itrasponder passivi: non

servono carte elettroniche o

magnetiche, perché ildispositivo rileva la

presenza della tesseraquando questa entra nel

suo campo d’azione.Spiegarlo in due parolenon è semplice, perciò

vi invitiamo a leggere lepagine che seguono perscoprire tutti i segreti e

le possibilità...

per aprire un’elettroserratura o farscattare un allarme di qualunquegenere. Il bello dei trasponder staproprio in questa loro prerogativa:passano nel raggio d’azione e ven-gono rilevati automaticamente,senza bisogno di essere alimentati,senza doverli avvicinare ad alcundispositivo di rilevamento. Alcunitrasponder vengono usati anche perrealizzare chiavi senza contattiapparentemente fatte come quelledelle normali serrature: questa

applicazione riguarda il campo del-l’automobile, in cui nelle porte enel blocchetto di avviamento si tro-vano piccole bobine entro le quali siinfilano queste chiavi speciali. Ilvantaggio in questo caso è indiscu-tibile: la chiave non si usura, non hacontatti elettrici e quindi non sentel’umidità, non ha bande magneticheed è quindi insensibile al calore enon si smagnetizza. Se poi pensia-mo che i trasponder passivi posso-no essere piccolissimi, sottilissimi

come una tessera del bancomat ocome un’etichetta, possiamo com-prendere quale importanza abbianoed hanno in moltissime applicazio-ni, anche ben diverse dal semplicecontrollo degli accessi o dalle elet-troserrature: nei grandi magazzinisi usano etichette che in realtà con-tengono un trasponder, e permetto-no di rilevare l’uscita di merce nonpagata smascherando ladri eladruncoli ignari della cosa; in alcu-ni allevamenti di bestiame gli


Il sistema di identificazione per eccellenza è oggi il tra-sponder, perchè rispetto alle classiche tessere magnetiche ealle pur prestanti chipcard non richiede alcun contatto fisi-co con il lettore o identificatore che sia: il dispositivo ècaratterizzato da un codice impostabile in sede di fabbri-cazione o successivamente (a seconda del tipo) che vieneletto a distanza dall’identificatore sfruttando il principiodella reazione d’indotto tipico delle macchine elettriche,ovvero dei trasformatori. Nell’unità base (identificatore)un oscillatore operante tra 100 e 400 KHz (tipicamente a120 o 125 KHz) pilota una bobina di varie forme o dimen-sioni che produce nell’ambiente circostante un campo elet-tromagnetico variabile della medesima frequenza; immer-gendo in questo campo una qualsiasi bobina si crea ai capidi quest’ultima una tensione indotta, di pari frequenza eda m p i e z z aproporzio-nale alnumero dis p i r e ,secondo id e t t a m ide l l ’e le t -trotecnicache nonstiamo arispolvera-re. Sta difatto cheraddrizzando tale tensione e livellandola con un piccolissi-mo condensatore possiamo ottenere una differenza dipotenziale continua con la quale alimentare un chip in tec-nologia CMOS a basso consumo: questo è quanto si trovain un trasponder di qualunque tipo. Appena viene alimen-tato, ovvero eccitato, il chip del trasponder reagisce pro-ducendo un codice composto da una serie di impulsi di ten-sione che, pilotando un transistor, caricano la sua bobinadeterminando in essa una variazione di corrente abbastan-za sensibile, sia pur senza metterla in corto (altrimentimanca tensione e il chip si spegne). Per il principio dellareazione d’indotto, la variazione della corrente nella bobi-na immersa nel flusso del campo magnetico determina unavariazione analoga della corrente della bobina dell’oscil-latore sull’unità base, giacché quest’ultima può essereconsiderata al pari del primario di un trasformatore, equella del trasponder come l’avvolgimento secondario. Levariazioni di corrente nell’oscillatore dell’unità basedeterminano differenze di potenziale che hanno lo stesso

andamento e che possono essere prelevate ad uno dei capidella bobina trasmittente (primario) rispetto a massa,quindi amplificate e rivelate fino ad ottenere impulsi chesquadrati corrispondono a quelli prodotti localmente dalchip del trasponder. Leggendo questi impulsi e decodifi-candoli possiamo conoscere i dati o l’identificativo del tra-sponder passato nel campo d’azione dell’unità identifica-trice. Sembra difficile e complicato, ma il principio è chia-ro e inequivocabile; la difficoltà sta nel realizzare un cir-cuito affidabile e stabile. Perciò abbiamo impiegato unintegrato fatto appositamente per tale applicazione:l’U2270B della Temic, un SMD che contiene un oscillatorea frequenza regolabile, abbastanza stabile e compensato intemperatura, oltre ad uno stadio amplificatore e squadra-tore del segnale prelevato da uno dei capi della bobina

(allo scopoè richiestoun rivela-tore ester-no a diodoe conden-satore). Iltrasponderche abbia-mo usatoper lan o s t r aapplicazio-ne è pro-

dotto dalla svizzera Sokymat, ed è parte di una vastagamma di prodotti tutti basati sul chip Unique a 64 bit: insostanza una memoria PROM che viene programmata bru-ciando appositi fusibili in silicio policristallino, organizza-ta in una matrice 10 righe per 4 colonne, quindi di 40 bit.Una volta eccitato, ovvero quando il trasponder vieneimmerso nel campo magnetico a 125 KHz (notate che tuttii moduli sono tarati in fabbrica per essere eccitati a talefrequenza, con una tolleranza di ± 10 KHz) il chip generaserialmente 9 bit tutti ad 1 logico, che costituiscono il mes-saggio di Start del codice; quindi procede emettendo insequenza i bit della memoria, ovvero una ad una le righe di4 bit l’una, seguite ciascuna da un bit di parità. Trasmettequindi 9+(5x 10) bit, cioè 50 bit, poi invia quattro bit cherappresentano in sequenza lo stato della parità dellasomma dei primi, dei secondi, dei terzi e dei quarti bit diogni riga, e infine un bit di Stop (fine codice) sempre a zerologico. L’invio della sequenza è periodico e viene ripetutofino a che il trasponder è eccitato dal campo a 125 KHz.

cos’è il trasponder

animali portano addosso dei traspon-der che permettono di contare i capiall’entrata e all’uscita dalle stalle. Manon solo, perché se consideriamo cheun trasponder può arrivare ad esserepiccolo come una pillola possiamo

immaginare quante diavolerie possonoessere fatte in ambito spionistico, leci-te e (purtroppo) illecite, per il control-lo di persone e automezzi.L’argomento “trasponder” ci ha inte-ressato e ci interessa al punto che, dopo

aver pubblicato il mese scorso un arti-colo sulle chipcard, questa volta cioccupiamo proprio dei badge a tra-sponder, proponendo un progetto diidentificatore a breve distanza in gradodi comandare elettroserrature, sistemi


schema elettrico

che costituiscono il proprio codice,memorizzato in una ROM o in unaPROM (o EEPROM) e con essi pilotaun transistor il quale carica la bobinaricevente. In pratica ad ogni impulso alivello alto il transistor chiude e carica

sorbimento di corrente dal primario.Bene, il sistema funziona propriosecondo il principio della reazioned’indotto. Quando il trasponder vieneinvestito dal campo magnetico a 125KHz e ai capi della sua bobina la ten-

125 KHz) pilota una bobina avvolta inaria, e questa irradia onde elettroma-gnetiche che investono l’aria circostan-te. Il trasponder è provvisto interna-mente di una bobina ai capi della quale,introducendo il dispositivo nel campo

di allarme, ecc. Un articolo che viintroduce nel mondo di questi sistemigià ampiamente sperimentati in ambitocivile, ma sicuramente utilizzati anchein campo militare. Prima di vedere ildispositivo di riconoscimento vero eproprio riteniamo opportuno spiegarein due parole come funziona il sistemaa trasponder. Senza scendere troppo neidettagli diciamo che il tutto è basato sulcampo elettromagnetico prodotto dauna bobina aerea, che investe il tra-sponder e verifica come questo reagi-sce: in pratica un circuito dotato di unoscillatore (funzionante tipicamente a

magnetico variabile, si viene a trovareuna tensione indotta che ha la medesi-ma frequenza del segnale prodotto dal-l’oscillatore: in pratica se l’identifica-tore emette un segnale a 125 KHz labobina irradia tale frequenza e l’avvol-gimento del trasponder presenta ai pro-pri estremi una tensione indotta allafrequenza di 125 KHz esatti. Tale ten-sione viene raddrizzata e livellata da unrettificatore interno, che permette diricavare una piccola tensione continua(qualche volt) per alimentare il chipinterno; quest’ultimo appena alimenta-to provvede a generare degli impulsi

la bobina, mentre ad ogni zero logico iltransistor viene interdetto e non interfe-risce con il circuito ricevente.Rispolverando le nozioni di elettrotec-nica possiamo assimilare il sistema adun trasformatore elettrico, nel qualeabbiamo l’avvolgimento primario com-posto dalla bobina trasmittente e quellosecondario localizzato nell’induttanzadel ricevitore mobile, ovvero del tra-sponder. Sempre dall’elettrotecnicasappiamo che in un trasformatore esistela reazione di indotto, cioè caricando ovariando il carico dell’avvolgimentosecondario si ha una variazione dell’as-


il programma

sione è abbastanza alta da determinareuna differenza di potenziale continuasufficiente a metterne in funzione ilchip, quest’ultimo si attiva e comandail transistor che applica il carico allabobina stessa; ciò determina un mag-giore assorbimento di corrente da essae, per reazione, da quella dell’identifi-catore (sistema base) cosicché all’usci-ta dell’oscillatore possiamo rilevareuna tensione modulata in ampiezza.Essendo il segnale di tipo digitale,avremo degli abbassamenti e degliinnalzamenti del livello della tensionealternata a 125 KHz che potrannoessere rilevati, dopo una forte amplifi-cazione e la normale rivelazione AM(diodo più condensatore) e convertitinegli impulsi prodotti originariamente

che dir si voglia) è quello rappresenta-to con lo schema elettrico visibile inqueste pagine; il microcontrollore acui è affidata la gestione del complessoè stato programmato per lavorare con itrasponder della Sokymat, cioè quellibasati su un chip Unique contenenteuna memoria a 64 bit a sola lettura. Lacreazione del campo elettromagneticoe il rilevamento della reazione d’indot-to sono affidati ad uno speciale integra-to fatto apposta per questa applicazio-ne: l’U2270B della Temic(Telefunken). Questo chip dispone diun oscillatore interno la cui frequenzadi lavoro è determinata dalla resistenzae dal condensatore collegati tra i piedi-ni 8 e 9, nonché dall’induttanza dellabobina collegata in serie ad essi, che è

dal chip del trasponder. Così sarà pos-sibile leggere il codice e trasferirlo adun computer, oppure compararlo conuno o più codici abilitati, per dare unasegnalazione, o aprire una porta acomando elettrico. La nostra proposta èun sistema che permette di attivareun’uscita a relè quando nel suo campod’azione transita un trasponder il cuicodice sia stato preventivamentememorizzato; con il relè si può coman-dare qualunque tipo di carico elettrico,nonché elettroserrature, lampeggiatori,suonerie, ecc. Il modo di attivazionedell’uscita può essere a stato stabile(on/off) oppure a tempo, quest’ultimoregolabile entro certi limiti medianteun trimmer. Il circuito base, ovvero l’i-dentificatore (riconoscitore o lettore

poi la stessa che provvede ad irradiareil segnale RF diretto al trasponder; lafrequenza dell’oscillatore può essereaggiustata agendo sul trimmer R6,entro margini abbastanza ampi (± 10KHz circa). Per la precisione, i punti diuscita dell’oscillatore fanno capo aipiedini 8 e 9 (Coil2 e Coil1). Tramite larete formata da D2, R3, R4 e C7 ilsegnale RF a 125 KHz viene raddrizza-to e da esso si ottiene una tensione con-tinua che normalmente viene bloccatadal condensatore C8. Quando il tra-sponder (che non stiamo ad esaminareper motivi pratici, ma ci limitiamo aconsiderarlo come una scatola chiusa)entra nel campo magnetico variabileprodotto dalla bobina L1, e comincia afunzionare, la reazione d’indotto che

Il segnale trasmesso dal traspon-der viene decodificato dall’inte-

grato U2270B che provvede a tra-sformarlo in una sequenza di bit

che raggiungono il pin 13 delmicrocontrollore U3, un ST6260

della SGS-Thomson. Il microprovvede alla lettura del codice,alla sua memorizzazione e all’at-

tuazione del relè. Per capire lefunzioni svolte dal microcontrollo-

re riferiamoci al flow-chart delprogramma MF104 riportato inquesto box. Alla prima accensio-ne, il micro inizializza le porte diI/O e accende il LED verde e il

LED rosso per 1 secondo. Inseguito, testa lo stato del ponticel-lo JP e del dip-switch DIP-2; se ilprimo risulta chiuso provvede adazzerare la memoria EEPROM,mentre se risulta chiuso il DIP-2si predispone in modalità di pro-grammazione. A questo punto, ilprogramma attende il codice di

sincronismo ovvero una sequenzadi 9 bit a livello 1; quando ciò

avviene il micro provvede a legge-re i successivi 55 bit, per poi effet-tuare tre test sul dato letto: verifi-

ca del codice di sincronismo,della parità di riga e di quella dicolonna. Se questi tre test danno

risultato positivo, si ritiene validala stringa di dati appena letta dal

trasponder. Ora, se siamo inmodalità programmazione, il

codice riconosciuto viene memo-rizzato nella EEPROM a patto chequest’ultima non sia “piena” (18codici già in memoria) oppure che

il codice non sia già presente inmemoria. Se la modalità di pro-

grammazione non risulta attiva, ilmicro comanda il relè RL1 in fun-

zione dello stato del dip-switchDIP-1: lo togla se il dip è chiuso,

oppure lo chiude per un tempo prefissato da R9 se il dip

risulta aperto.

i codici in memoria

La chiave da noi utilizzata, ovvero ilmodello Unique della Sokymat,

dispone di una memoria compostada 64 bit, di cui i primi 9 (tutti

impostati ad 1 logico) sono fissi erappresentano il codice di sincroni-smo; seguono quindi i restanti 55bit, di cui 40 sono organizzati a

matrice in 10 gruppi di 4 bit(righe), 10 rappresentano la parità

di riga e 4 indicano la parità dicolonna; chiude la stringa di dati ilbit di Stop che è sempre a 0 logico.



produce determina aumenti e diminu-zioni della corrente nell’oscillatore,ovvero variazioni analoghe nella ten-sione ai piedini 8 e 9; pertanto la ten-sione rivelata dal D2 e dalla rete chesegue cambia analogamente, e determi-na impulsi più o meno definiti ai capidel C7, dimensionato per filtrare i 125KHz lasciando passare i dati e alteran-doli il meno possibile. Il segnale dovu-to alla reazione d’indotto passa attra-verso il condensatore di disaccoppia-mento C8 e giunge all’ingresso dati delchip, ovvero al 4; quindi viene amplifi-cato fortemente e poi squadrato perricavare gli impulsi corrispondenti aquelli del codice generato dal traspon-der. Il risultato è un segnale digitale a

livello TTL che esce dal piedino 2(notare la resistenza di pull-up R8) eraggiunge l’ingresso PA3 (piedino 13)del microcontrollore U3. Quest’ultimoè un ST6260 ad 8 bit, dotato diEEPROM interna, programmato perdecodificare i dati dei trasponder basa-ti sul chip Unique e per svolgere altreoperazioni che vedremo tra breve.Prima di vedere come funziona ilmicrocontrollore dobbiamo sapere,anche sommariamente, cosa avvienenel chip del trasponder; prendiamo ladocumentazione della Sokymat evediamo che la memoria è composta da64 bit, di cui i primi 9 (tutti impostatiad 1 logico) sono fissi e costituisconouna sorta di codice di Start: in pratica

modula ciclicamente il segnale RF, poi-ché il suo chip genera periodicamente i64 bit intervallando le varie trasmissio-ni con un periodo di pausa fisso.L’emissione del codice smette quandoil trasponder esce dal campo elettroma-gnetico dell’unità base. Torniamo ades-so all’unità base e vediamo come fa adidentificare il codice estratto a seguitodella reazione d’indotto; per capirlo ciriferiamo al flow-chart illustrato inqueste pagine, che indica il funziona-mento del programma e del microcon-trollore ST6260. Una volta acceso ilcircuito, dopo il reset il microcontrollo-re inizializza gli I/O e definisce comeingressi il piedino 13, l’8, l’11, il 19 edil 20, e come uscite l’1, il 2 e il 4; il pie-

l’invio di 9 impulsi “1” in sequenzacomunica all’unità identificatrice chedeve disporsi a leggere i dati. Seguonoquindi i restanti 55 bit, di cui 40 sonoorganizzati a matrice in 10 gruppi di 4bit (righe) ciascuno dei quali è seguitoda un bit di parità (es. 0 se la sommadei 4 bit dà un numero pari e 1 se inve-ce dà un numero dispari). Chiudono 4bit di parità riferiti alle colonne, ed unbit di Stop che è sempre a 0 logico. Inpratica i dati di codifica della memoriadel trasponder sono organizzati in unamatrice di 4 colonne per 10 righe, einviati in sequenza suddivisi per righe:per controllare l’esattezza di quantoinviato e ricevuto dall’unità base ognigruppo di 4 bit (riga) è seguito da un bitdi parità, e al termine delle 10 righevengono prodotti in sequenza altri 4 bitdi parità, ciascuno dei quali è riferito alnumero formato dalla somma deiprimi, secondi, terzi e quarti bit di ogniriga. Notate che quando viene eccitatodal campo a 125 KHz il trasponder

La creazione del campo elettromagnetico e il rilevamento della reazione d’indotto sono affidate ad uno speciale integrato appositamente

progettato per questa applicazione: l’U2270B della Temic; riportiamo in questo box lo schema a blocchi interno (sotto), la pin-out

e la tabella della verità dei vari piedini (sopra).


in pratica

COMPONENTI

R1: 330 OhmR2: 220 Ohm R3: 4,7 KohmR4: 470 KohmR5: 39 KohmR6: 47 Kohm trimmer

multigiri

R7: 68 KohmR8: 10 KohmR9: 10 Kohm trimmer

miniaturaR10: 100 KohmR11: 1 KohmR12: 1 KohmR13: 22 KohmR14: 22 Kohm

C1: 100 µF 25VLelettrolitico rad.

C2: 470 µF 16VL elettrolitico rad.

C3: 220 µF 25VL elettrolitico rad.

C4: 100 nF multistratoC5: 47 µF 25VL

elettrolitico rad.

C6: 220 nF multistratoC7: 1,5 nF ceramico C8: 680 pF ceramicoC9: 220 nF poliestereC10: 47 µF 25VL elettr. rad.C11: 4,7 nF scatolinoC12: 22 pF ceramicoC13: 22 pF ceramicoC14: 100 nF multistratoC15: 1 µF 25VL elettr. rad.D1: 1N4002D2: 1N4148D3: 1N4148D4: 1N4002D5: 1N4002U1: Regolatore 7812U2: U2270BU3: ST62T60

(con software MF104)U4: Regolatore 78L05 T1: MPSA13 transistor NPNT2: BC547B transistor NPNL1: bobina (vedi testo)LD1: Led rossoLD2: Led verdeRL1: Relè 12V miniaturaQ1: Quarzo 8 MhzJP: Dip 1 poloDS1: Dip switch 2 poli

Varie:- zoccolo 10+10 pin;- morsettiera 3 poli (2 pz.);- morsettiera 2 poli;- stampato cod. H026.

dino 8 è assegnato all’A/D converterche deve rilevare il potenziale portatodal trimmer R9, associandolo poi ad untempo limite per il timer interno. Il pin11 è usato come ingresso per l’azzera-mento della memoria (a massa determi-na la cancellazione della EEPROM,mentre in condizioni normali devestare aperto). Le uscite sono usate percomandare i due LED (piedini 1 e 2) eper polarizzare il transistor che coman-da il relè RL1. Dopo l’attribuzionedelle porte i due LED lampeggiano per1 secondo, indicando che il dispositivoè pronto al funzionamento. A questopunto il microcontrollore verifica lostato del piedino 11: se questo è a livel-lo basso (JP chiuso) azzera il contenu-

to della EEPROM nella quale tiene oterrà i codici letti dai trasponder; seinvece il piedino è isolato (ad 1 logicograzie alla resistenza di pull-up inter-na...) ovvero il jumper JP è aperto, sisvolge il programma di normale eserci-zio. In questo caso viene verificatosubito lo stato del dip switch 2, cioè delpiedino 20: se il dip è chiuso si accedealla memorizzazione del codice ricevu-to dal trasponder, mentre se si trovaaperto si procede con il funzionamentonormale. Va notato che il sistema fun-ziona ad autoapprendimento, perché èl’unico possibile per abilitare uno o piùtrasponder. Per attivare l’uscita occorreche il codice acquisito dall’esterno siacomparato con quello in memoria e che

sia uguale ad esso; allo scopo il micro-controllore deve avere memorizzato giàil codice del trasponder abilitato. Permemorizzare tale codice si può scriver-lo nella memoria programma delmicrocontrollore, ma ciò determinereb-be una grande limitazione, poiché sipotrebbero usare solo trasponder di cuisi conosce a priori il codice, e soprat-tutto risulterebbe impossibile dopo laprogrammazione del micro abilitare odisabilitare altri trasponder.L’alternativa è appunto procedereall’autoapprendimento, che consistenel far passare un trasponder nel campoelettromagnetico prodotto dal circuitobase, nel leggere la sequenza di datiche ne deriva, memorizzandone poi i


55 bit che seguono nella memoria elet-tricamente programmabile (EEPROM)del microcontrollore. Insomma, se ildip 2 è chiuso viene acceso il LEDrosso per segnalare che l’unità base è infunzione di autoapprendimento; se èaperto il LED LD1 resta spento e vieneresettato il flag di programmazione. Inogni caso il microcontrollore attendeche arrivi la prima parte del codice daltrasponder, ovvero i primi 9 bit ad 1logico; quando li riceve attende l’arri-vo dei successivi 55 bit, che memoriz-za in RAM fino alla ricezione dei primi

de i soli dati della matrice (10 righe per4 colonne) che raggruppa in 5 byte da 8bit l’uno (5x8=40). A questo puntoviene controllato il flag di programma-zione: se questo è settato (a causa dellachiusura del dip 2) si avvia la procedu-ra di memorizzazione della stringa di40 bit. Se essi si trovano già in memo-ria vengono ignorati e il LED verdelampeggia una volta, indicando che ilcodice del trasponder in esame è statomemorizzato precedentemente; lo stes-so accade se non vi è più spazio inEEPROM; a questo proposito va nota-

9 bit (sempre ad 1 logico) relativi allasuccessiva trasmissione del trasponder.Quando questi arrivano il microcon-trollore ritiene concluso il codice, e tra-sforma i 55 bit (compreso quello diStop) ricevuti precedentemente in 5byte di RAM. Prima di procedere allatrasformazione controlla però che leparità di riga e di colonna siano corret-te: in caso di errore di parità cancella idati in RAM e legge i successivi 55 bitripetendo l’operazione e controllando-ne la parità. In pratica dopo aver verifi-cato la parità il microcontrollore pren-

PER IL MATERIALE

La serratura elettronica con trasponder è disponibile in scatola di montaggio al prezzo di75.000 (cod. FT182K). Il kit comprende tutti i componenti, il micro programmato, la bobina giàavvolta, la basetta forata e serigrafata e tutte le minuterie, non sono comprese le chiavi a tra-sponder. E’ disponibile anche la versione già montata e collaudata (cod. FT182M) a 88.000 lire.Le chiavi a trasponder sono disponibili in tre versioni: portachiavi (cod. TAG-1) a 21.000 lire,tessera ISO-CARD (cod. TAG-2) a lire 23.000 e ampolla di vetro (cod. TAG-3) a 12.000 lire. Ilmicrocontrollore utilizzato nel circuito (cod. MF104) è disponibile separatamente al prezzo di38.000 lire. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina(MI), tel. 0331/576139, fax 0331/578200.

Il trasponder da noi rea-lizzato è stato apposita-

mente progettato per fun-zionare in abbinamento a

tutti i modelli di chiaviprodotti dalla Sokymat;

in figura una panoramicadei tipi disponibili che,

come si può notare, spa-ziano dal minuscolo tra-

sponder cilindrico a quel-lo racchiuso in una cardISO; è interessante nota-re che vi sono anche dei

modelli flessibili realizza-ti su supporto adesivo aforma di etichetta rettan-

golare o rotonda.


per il funzionamento del circuito anchein caso di mancanza dell’alimentazioneprincipale. L’integrato U2270B è ali-mentato tramite un regolatore basatosul T1: in pratica dal piedino 5 esce unatensione stabilizzata a poco più di 5volt, che polarizza la base del transistorfissandone il potenziale di emettitore acirca 4,5 volt. Per far funzionare ilmicrocontrollore abbiamo inserito unregolatore 78L05 in TO-92, dato chenon bastava la corrente fornitadall’U2270B. La bobina del relè fun-ziona con i 12 V dell’alimentazioneprincipale.

REALIZZAZIONEPRATICA

Ma passiamo adesso all’aspetto praticodel progetto, vedendo come prepararee mettere in funzione il sistema; perprima cosa bisogna realizzare l’unitàidentificatrice (base) e la rispettivabobina: allo scopo si deve preparare ilcircuito stampato occorrente seguendola traccia lato rame illustrata a grandez-za naturale in queste pagine. Inciso eforato lo stampato si montano su diesso i componenti iniziando con le resi-stenze e i diodi D1÷D5, rammentandoche in questi ultimi il terminale di cato-do è quello che sta dalla parte dellafascetta colorata segnata sul corpo. Poisi inserisce e si salda lo zoccolo per ilmicrocontrollore, avendo cura di farcoincidere la sua tacca di riferimentocon il segno indicato nella disposizionecomponenti visibile in queste pagine;lo stesso vale per il doppio dip-switch,che va montato con l’1 dalla parte dellaR8. Si procede inserendo i trimmer epoi i condensatori, badando di rispetta-

sponder; l’unità base, di cui abbiamodescritto il circuito, funziona a tensionecontinua di valore compreso fra 15 e 24volt, applicati ai punti +V e massa. Unregolatore integrato (U1) di tipo 7812provvede a ricavare 12 volt stabilizzatiper far funzionare il tutto; la stessa ten-sione può essere applicata direttamenteal catodo del diodo D5 (in questo casoU1 non va montato) qualora si dispon-ga di un alimentatore regolato a 12V,capace di fornire circa 300 mA. Alpunto +12V e a massa può comunqueessere collegata una batteria (da 12V...)

to che il nostro ST6260 può memoriz-zare fino a 18 codici differenti, quindipermette l’abilitazione del dispositivobase da parte di altrettanti trasponder.Se invece i dati ricevuti sono nuovi peril sistema, il microcontrollore trasferi-sce il rispettivo codice in EEPROM,ammesso che vi sia spazio, quindi falampeggiare due volte il LED verdeLD2 indicandoci che ha provvedutoall’acquisizione del codice stesso. Inognuno di questi casi il programma siferma per qualche secondo e ritornaall’inizio, ovvero alla verifica del jum-per. Tutto questo avviene in program-mazione; se invece il dip 2 è aperto ilflag di programmazione non è settato eil microcontrollore funziona da chiave:confronta il codice (40 bit) convertitoin 5 byte con tutti quelli residenti inEEPROM e memorizzati precedente-mente, quindi se coincide con uno diessi va a controllare lo stato del dip-switch 1, che determina il modo di fun-zionamento del relè di uscita; se ilcodice non è uno di quelli in memoriail programma ritorna all’inizio, dopo lasolita attesa.

BISTABILE OMONOSTABILE

Se il codice è valido e il dip 1 è chiusoviene posto a livello alto il piedino 4,T2 va in saturazione, e alimenta labobina del relè chiudendone lo scam-bio; tale situazione rimane fino all’arri-vo di un nuovo codice valido, che disat-tiva l’uscita, il transistor ed il relè. Insostanza chiudendo il dip 1 si impone ilfunzionamento bistabile dell’uscita. Seviceversa il dip è aperto, il relè vieneeccitato per un certo periodo, quindiricade: il piedino 4 viene posto a livel-lo alto per un tempo direttamente pro-porzionale alla tensione applicata all’8dal cursore del trimmer R9 (che serve aimpostare manualmente il tempo delmonostabile). In entrambi i modi difunzionamento l’eccitazione del relè èaccompagnata dall’accensione delLED verde (LD2) il quale sta accesoquando la sua bobina si trova alimenta-ta. Sia dopo l’attivazione bistabile cheallo scadere del tempo nel modo mono-stabile, il programma attende 4 secondie poi si ridispone dall’inizio. Questo ètutto quanto riguarda il funzionamentodel sistema di identificazione del tra-

traccia ramein dimensioni reali


l’impostazione degli switchNel circuito dell’unità base (identificatore) per trasponder abbiamo due dip-switch per l’impostazione del modo di funzionamento ed un jumper (ponti-cello) sostituibile con un pulsantino, per azzerare i dati in EEPROM. Il dip-switch 1 (quello collegato al piedino 19 del microcontrollore serve ad impo-stare la modalità di eccitazione del relè di uscita: se è aperto il relè funzionaad impulso, ed ogni volta che viene identificato un trasponder il cui codice èstato memorizzato in EEPROM scatta e rimane eccitato per un tempo deter-minato dal potenziale portato dal cursore del trimmer R9 sul piedino 8 delmicro. Con il dip 1 chiuso si ottiene il funzionamento bistabile, cioè a livello:il relè scatta al riconoscimento del trasponder abilitato, quindi ricade allasuccessiva identificazione. In ogni caso il LED verde segue il relè. Il dip 2permette invece di mettere in autoapprendimento l’unità base: chiudendolo ilmicrocontrollore si dispone a leggere i dati in arrivo dall’U2270B (condizio-ne indicata dall’accensione del LED rosso) e a memorizzare il rispettivocodice rispondendo con 2 lampeggi del LED verde; se il codice che si va afar apprendere è già stato memorizzato precedentemente, quindi si trova inEEPROM, si ha un solo lampeggio, e i dati vengono ignorati. Aprendo il dip1 il circuito funziona invece normalmente, cioè da chiave: ogni volta cheidentifica un codice valido avvicinandogli un trasponder comanda il relè,facendo accendere insieme il solito LED verde. Nel funzionamento normale ilLED rosso è spento. Quanto al ponticello JP, se viene chiuso il microcontrol-lore cancella tutti i dati in EEPROM, ovvero i codici eventualmente memo-rizzati o eventuali dati casuali presenti al primo utilizzo del componente; nelnormale funzionamento va lasciato aperto. La cancellazione della memoriaad opera del jumper JP viene evidenziata da due lampeggi del LED rosso.

re la polarità di quelli elettrolitici, e poii transistor, che vanno posizionati comeindicato nella solita disposizione com-ponenti. Si montano quindi i due rego-latori di tensione, ricordando che il latometallico del 7812 deve essere rivoltoal trimmer R9, mentre il 78L05 vaposizionato come indicato nel disegnodi montaggio. Fatto ciò si può inseriree saldare il quarzo per il micro, quindiil relè miniatura da 12V, 1 scambio (tipiTaiko NX, oppure Original OUA-12V)e i due LED: ricordate a proposito cheLD1 è il rosso mentre LD2 è quelloverde, e che per entrambi il catodo è ilterminale dalla parte della smussatura.Per le connessioni con la bobina, loscambio del relè e l’alimentazione con-sigliamo di usare apposite morsettiere apasso 5,08 mm per circuito stampato.Fatte tutte le saldature si può inserire ilmicrocontrollore, già programmato conil software MF104 che va montatofacendo coincidere la sua tacca di rife-rimento con quella del proprio zoccolo.Resta quindi la parte più critica deltutto, cioè il chip U2270B, perchè è unSMD e va saldato direttamente sul latoramato dello stampato: allo scopo usate

un saldatore da non più di 30 watt apunta fine, per integrati, quindi poggia-te lo stampato su un piano stabile, conil lato rame rivolto a voi, sistemate ilchip (attenzione all’orientamento:seguite il disegno in queste pagine) inmodo che il suo punto di riferimentosia rivolto verso C9, anche se sta dal-l’altro lato, e saldate uno dei piedinialla rispettiva piazzola. Ritoccate even-tualmente la posizione e poi, quandotutti i pin poggiano sulle rispettive pistesaldateli uno ad uno, tenendo la puntadel saldatore su ciascuno per non più di5 secondi, possibilmente lavorando orasu un lato, ora sull’altro. Sistematol’SMD potete procedere alla costruzio-ne della bobina L1, operazione abba-stanza semplice e facilmente eseguibileda chiunque. Allo scopo dovete procu-rarvi un rocchetto in materiale nonmetallico (plastica, legno) o un suppor-to cilindrico del diametro di 25÷30mm, spesso 5÷7 mm, sul quale avvol-gere circa 200 spire di filo in ramesmaltato da 0,3÷0,5 mm di diametro;l’avvolgimento va bloccato con colla onastro isolante, e gli estremi devonoessere raschiati con una lametta o un

temperino in modo da asportare losmalto, quindi vanno stagnati e saldatiai punti L1 dello stampato, senzarispettare alcuna polarità. Se avete pre-disposto una morsettiera stagnateugualmente i capi della bobina e strin-geteli in essa come normali cavi elettri-ci, avendo un po’ di cura perchè sonopiuttosto delicati.

COLLAUDOE TARATURA

Terminato il circuito potete già pensarea metterlo in funzione; allo scopo pro-curatevi un alimentatore stabilizzatoche fornisca 12 volt e 300 mA (in con-tinua) e collegatene il positivo al punto+12 del circuito, ed il negativo alla suamassa. Prima di dare l’alimentazioneaprite entrambi i dip-switch, quindiprocedete: i due LED devono lampeg-giare. Chiudete a questo punto il dip 2,e con un ponticello portate a massa percirca 1 secondo il piedino 11 del microST6260: dovreste veder lampeggiaredue volte il LED rosso, il che significache avete cancellato ogni residuo nellaEEPROM del componente. Prendeteadesso il trasponder passivo e prepara-tevi alla taratura dell’oscillatore del cir-cuito; potete procedere in due modi: 1)disponendo di un frequenzimetro chemisuri almeno 200 KHz ponete il pun-tale su un capo della bobina (morsettiL1) e a massa, quindi registrate R6 finoa leggere esattamente 125 KHz, dopo-dichè rimuovete il puntale; 2) un po’empiricamente, avvicinate il traspon-der alla bobina L1 e con un cacciavitiruotate il cursore del trimmer multigiri(R6) fino a veder accendere due volte ilLED verde: ciò indica che il microcon-trollore ha rilevato il codice inviato daltrasponder, e lo ha memorizzato. E’probabile che il LED si accenda anchesenza regolare il trimmer, perchèmagari l’oscillatore lavora già ad unafrequenza adatta. Comunque per otte-nere la massima sensibilità (quindi ilrilevamento dalla maggiore distanzapossibile: circa 6 cm per il trasponder atessera e circa 3 cm per quello a porta-chiavi) basta allontanare via-via il tra-sponder, e agire sul cursore dell’R6fino a veder accendere nuovamente ilLED verde che, in questo caso, emet-terà solo un lampeggio perché il codiceè già stato memorizzato una volta; la


Il nostro trasponder può funzionare con svariate chiavi,le più interessanti sono quella a foma a di portachiavi (a

sinistra) e quella a forma di card ISO (a destra).

distanza limite è quella alla quale il tra-sponder non viene più rilevato nono-stante si regoli il trimmer R6 ruotando-lo in tutti i versi. Tenete presente checon la bobina realizzata secondo lenostre specifiche il rilevamento avvie-ne ad un massimo di circa 3÷6 cm infunzione del tipo di trasponder. Nullavieta di provare a realizzare bobine dimaggior diametro o di forma differentedalla nostra: il circuito non si danneg-gia, anzi potrebbe funzionare meglio.In ogni caso ricordate che l’induttanzadella bobina deve essere compresa tra 1

e 1,5 mH. Regolata la sensibilità delcircuito non resta che riaprire il dip 2dopo aver allontanato il trasponder: ilLED rosso deve spegnersi. Allora èpossibile verificare se l’identificatorericonosce il trasponder: avvicinate que-st’ultimo e verificate che scatti il relèricadendo in un certo tempo che poteteregolare agendo sul cursore del trim-mer R9; il LED verde deve accendersie spegnersi insieme al relè. Allontanateil trasponder passivo e chiudete il dip 1;ora riavvicinatelo e verificate che il relèscatti e resti eccitato, e che anche il

LED verde si accenda e rimanga illu-minato. Se allontanate il trasponder elo riavvicinate alla bobina il relè devericadere e il LED verde deve spegnersi;ripetendo l’operazione il relè deve tor-nare eccitato, quindi ad un successivopassaggio del trasponder deve ricadere,e così via, sempre accompagnato dal-l’accensione e dallo spegnimento delLED verde. Bene, appuntamento aiprossimo numeri della rivista in cuipresenteremo altri nuovi progetti rea-lizzati sfruttando l’innovativa tecnolo-gia del trasponder.

SENSORE PSENSORE P.I.R..I.R. CON FILICON FILISensore professionale ad infrarossi passivi facilmente collegabile a qualsiasi impianto antifurto. Portata massima di 14 metri con angolo di copertura mas-sima di 180°. Doppio elemento PIR per ottenere un elevato grado di sicurezza ed un’altissima immunità ai falsi allarmi. Realizzato con componenti SMD edapprovato dai test UL in relazione ai disturbi RFI e EMS. Compensazione automatica delle variazioni di temperatura. Tensione di alimentazione compresatra 9 e 16 volt, assorbimento massimo 20 mA. La confezione comprende quattro lenti intercambiabili per adattare il sensore ad ogni esigenza di coperturavolumetrica: 20°, 110° o 180° con altezze di montaggio variabili tra 1 e 2,5 metri. Consente il montaggio a centro parete, agli angoli e al soffitto. Relè diallarme normalmente chiuso con portata dei contatti di 0,5 ampère. Sensibilità regolabile tra 5 e 14 metri con lente standard, portata massima di 21 metricon lente “long distance” a 20°. Temperatura di funzionamento compresa tra 0 e 40°C.

Questo dispositivo è dotato di doppioelemento PIR a basso rumore in gradodi distinguere il movimento umano da

segnali con un inferiore livello di energia, ad esempio quelli generati da

piccoli animali (insetti e simili), dai condizionatori, dai caloriferi,

dalla luce, ecc.

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Campi di copertura e schema dei collegamenti:

Vendita per corrispondenza in tutta Italia con spese postali a carico del destinatario. Per ordini o informazioniscrivi o telefona a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331/576139 r.a.

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Z8 Corso di programmazione

per microcontrollori Zilog Z8Impariamo a programmare con la nuovissima famiglia di

microcontrollori Z8 della Zilog caratterizzata da elevate prestazioni, grandeflessibilità d’uso ed estrema facilità di impiego grazie alla disponibilità

di un emulatore hardware a bassissimo costo. Ultima puntata.

Idisplay alfanumerici a cristalli liquidi (LCD)sono dei componenti che fino a poco tempo fa

erano riservati essenzialmente al mercato industria-le, sia per il loro costo elevato che per la difficoltàdi pilotaggio. Con la loro diffusione, si sono abbas-sati i costi, e con l’avvento dei display cosiddettiintelligenti, si è semplificato a tal punto il loro uti-lizzo da poter essere attualmente considerati allaportata dell’hobbista evoluto. Essendo facilmenteinterfacciabili ai microcontrollori, il loro successo èstato quasi scontato. Vediamo quindi come è possi-bile scrivere dei programmi rivolti ai display intel-

ligenti utilizzando i micro della famiglia Z8. Undisplay alfanumerico permette la visualizzazione diun certo numero di lettere, di numeri e di alcunisimboli particolari. Per comporre ciascun simbolo(lettera o numero) viene utilizzata una matrice di 40punti, disposti 8 in verticale e 5 in orizzontale;oscurando o lasciando trasparente ciascuno di que-sti punti a cristalli liquidi, si realizza appunto lavisualizzazione del simbolo desiderato.Generalmente, i display alfanumerici sono costitui-ti da 16 caratteri, e possono avere una o due righe.Esistono diversi tipi di display, ma tutti prevedono,


di Roberto Nogarotto

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oltre al display vero e proprio, un microprocessore chepermette di tradurre il codice ASCII del simbolo davisualizzare (carattere) nella giusta sequenza di punti daaccendere o spegnere. Per visualizzare quindi un carat-tere sarà sufficiente inviarne il codice corrispondente almicroprocessore del display che provvederà ad indiriz-zare nel modo opportuno la matrice del display vero eproprio. La corrispondenza fra i caratteri e la relativamatrice di punti si trova memorizzata in un’area deno-minata CG RAM, cioè RAM generatrice di codice.Vediamo ora più in dettaglio come occorre comunicarecon un display ad LCD, e facciamo per questo riferi-mento allo schema dei collegamenti del displayCDL4162 della Clover utilizzato nel progetto del carica-

prima cosa, occorre informare il display che si vuoleutilizzare un protocollo di comunicazione composto datutti gli 8 bit DB0÷DB7; infatti è anche possibile lavo-rare col display utilizzando solo 4 linee ed inviando unbyte (8 bit) in due sequenze di quattro bit l’una. Occorrepoi: specificare il numero di linee orizzontali deldisplay che si desiderano utilizzare ed eventualmente iltipo di font (alcuni display possono infatti visualizzarecaratteri a diverse altezze); accendere il display, spe-gnendo il cursore, cioè il trattino posto sotto alle lettere;definire la modalità di funzionamento del cursore e ladirezione di shift del display; ripulire il display; posizio-nare il cursore all’inizio della riga; definire l’indirizzodella RAM generatrice di codice; definire l’indirizzo

batterie universale presentato nello scorso numero dellarivista. Questo display presenta, oltre alle due linee dialimentazione, 8 linee denominate DB0÷DB7, che sonole linee attraverso le quali comunichiamo sia i caratterida scrivere, che i comandi per gestire la visualizzazione,inizializzare il display e così via. Il display dispone poidi: una linea (V0) che permette, applicando un potenzia-le compreso tra 0 e 5 volt, di variare il contrasto deidisplay ad LCD; due linee per l’eventuale retroillumina-zione del display (Backlight); una linea (R/W) che cipermette di scrivere dei dati al display o di leggere deidati dal display; una linea (RS) che permette di far sape-re al display se stiamo inviandogli dei caratteri da visua-lizzare oppure delle istruzioni (tipo spostare il cursore);una linea (E) di abilitazione. Per poter lavorare con que-sto display e più in generale con qualsiasi display LCDè necessario prima di tutto procedere all’inizializzazionedello stesso. Tale operazione si esegue inviandogli unaserie di parole di comando che “dicono” allo stessocome lavorare. Vediamo nel dettaglio la sequenza dicomandi da inviare al display per inizializzarlo. Come

della RAM dati. Per inviare correttamente un comandoal display occorre: porre il dato sugli ingressiDB0÷DB7; portare a 1 logico il piedino di Enable e riab-bassarlo dopo qualche millisecondo. Ogni display LCDdispone di una memoria di impostazione dei caratteri(CG RAM) e di una memoria dati (DD RAM).Quest’ultima definisce i caratteri da visualizzare suldisplay; ad esempio, per un display a 16 caratteri dispo-sti su due linee, la DD RAM conterrà in corrispondenzadelle locazioni da 00 hex (esadecimale) a 0F hex i carat-teri da visualizzare sulla prima linea del display, e nellelocazioni da 40 hex a 4F hex i caratteri relativi allaseconda linea. Applicando queste informazioni si puòdedurre che per visualizzare dei caratteri su di una rigadel display occorre scrivere dei dati nelle locazioni dellaDD RAM che corrispondono a quella riga. Ad ogniinvio di un carattere, cioè ad ogni scrittura di un dato inuna locazione della DD RAM, il cursore si sposta di unaposizione. Quindi, per scrivere un’intera riga occorreinviare sequenzialmente 16 caratteri partendo dalla loca-zione iniziale della memoria: la 00 per la riga superiore

collegamenti tra il display CDL4162 della Clover e il micro Zilog Z86E08

DISPLAY MICRO Z8pin descrizione pin descrizione1 BL+ - - 2 BL- - -3 GND - -4 +5V - -5 Vo - -6 RS 11 P007 R/W - -8 E 12 P019 DB0 15 P2010 DB1 16 P2111 DB2 17 P2212 DB3 18 P2313 DB4 1 P2414 DB5 2 P2515 DB6 3 P2616 DB7 4 P27

La tabella riporta i collegamenti tra il micro edil display. I pin 2, 3, 7 deldisplay vanno collegati a

massa; mentre i pin 1, 4, 5sempre del display

vanno al +5V

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;**********************************************************************;*********** File: LCD.S Data: 02/02/1997 **********;*********** ESEMPIO PILOTAGGIO DISPLAY LCD **********;*********** (C) 1996 by FUTURA ELETTRONICA **********;**********************************************************************

;Inizializzazioni -------------------------------------------------------------

POINTER .equ rr10 ;Puntatore alla frase POINTER_LO .equ r11POINTER_HI .equ r10CUR_HOME .equ 02H ;Posiziona cursoreDIS_CLEAR .equ 01H ;Ripulisce displayCG_RAM .equ 40H ;Indirizzo della RAM

;generatrice caratteriDD_RAM_1 .equ 80H ;Indirizzo DD_RAM

;prima rigaDD_RAM_2 .equ 0C0H ;Indirizzo DD_RAM

;seconda rigaRS_LO .equ 0FEH ;Abbassa RSRS_HI .equ 01H ;Alza RSE_LO .equ 0FDH ;Abbassa EE_HI .equ 02H ;Alza EBITS .equ 38H ;Numero dei bit di

;comunicazioneAI_NS .equ 06H ;Incrementa cursore

;senza shiftareDO_NC .equ 0CH ;Display On No cursoreCONT .equ r4 ;Numero dei caratteri

.word 0

.word 0

.word 0

.word 0

.word 0

.word 0

.org 000ch

START: DI ;Disabilita le interruptLD P01M,#00000100B ;Inizializza il Port 0

;come uscitaLD P2M,#00000000B ;Inizializza il Port 2

;come uscita LD P3M,#00000011B ;Inizializza Port 3

;come digitale LD SPL,#%80 ;Stack pointerCLR SPHSRP #00LD R6,#%FF ;Inizializza registriLD R7,#%FF

;Inizializzazione del display a LCD -----------------------------------

INIZ: AND P0,#RS_LO ;Invia istruzioniLD P2,#00CALL DELAYCALL DELAYLD P2,#BITS ;Usa DB0 - DB7OR P0,#E_HI ;Alza EAND P0,#E_LO ;Abbassa ECALL DELAY ;AttendiCALL DELAYOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAY

LD P2,#DO_NC ;Accendi display, no cursoreOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYLD P2,#AI_NS ;Entry modeOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYLD P2,#DIS_CLEAR ;Pulisci displayOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYLD P2,#CUR_HOME ;Poni cursore inizioOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYLD P2,#CG_RAM ;Indirizza CG RAMOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYLD P2,#DD_RAM_1 ;Indirizza la prima rigaOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYOR P0,#RS_HILD CONT,#16 ;16 caratteriLD R6,#%FF

;Scrivi due frasi ------------------------------------------------------------

SCRIVI: LD POINTER_LO,#^lb FRASE_1 ;Punta alla ;prima frase

LD POINTER_HI,#^hb FRASE_1CALL RIGA_1 ;Indirizza la prima rigaCALL CARATT ;Scrivi la fraseLD POINTER_LO,#^lb FRASE_2 ;Punta alla

;seconda ;frase

LD POINTER_HI,#^hb FRASE_2CALL RIGA_2 ;Indirizza la seconda rigaCALL CARATT ;Scrivi la fraseCALL LOOPJR SCRIVI

;Subroutine -----------------------------------------------------------------

LOOP: CALL DELAY ;Routine di ritardoDEC R6JR NZ,LOOPLD r6,#%FFRET

DELAY: DEC R7JR NZ,DELAYLD R7,#%FFRET

RIGA_1: PUSH rpSRP #00AND P0,#RS_LO ;Invia una istruzioneLD P2,#DD_RAM_1 ;Punta alla prima rigaOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAY

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OR P0,#RS_HI ;Pronto per inviare caratteriLD CONT,#16POP rpRET

RIGA_2: PUSH rpSRP #00AND P0,#RS_LO ;Invia una istruzioneLD P2,#DD_RAM_2 ;Punta alla secondaOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYOR P0,#RS_HI ;Pronto per inviare caratteriLD CONT,#16POP rpRET

CARATT: push rpsrp #00LD R13,POINTER_LO ;Memorizza posizione

;puntatoreLD R14,POINTER_HI

CAR: LDC R5,@POINTER ;Carica in r5 il primo

;carattereLD P2,R5 ;Trasmettilo al displayOR P0,#E_HIAND P0,#E_LOCALL DELAYCALL DELAYINCW POINTER ;Punta al carattere

;successivoDEC CONTJR NZ,CAR ;Se non ancora 16

;caratteriLD CONT,#16LD POINTER_LO,R13 ;Ripristina posizione

;puntatoreLD POINTER_HI,R14POP rpRETNOP

.ORG 200H

FRASE_1: .ascii ‘DISPLAY A LCD‘FRASE_2: .ascii ‘ CORSO Z8 ‘

.END

DOVE ACQUISTARE L’EMULATORE

La confezione dell’emulatore/programmatore comprende, oltre alla piastra vera e propria,

anche tutti i manuali hardware e software con numerosi esempi, 4 dischetti con tutti i

programmi, un cavo di emulazione per i chip a 18 piedini ed un integrato OTP. La confezione

completa costa 490.000 lire IVA compresa. Il materiale può essere richiesto a:

FUTURA ELETTRONICA, V.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI) Tel 0331/576139 fax 0331/578200.

oppure la 40 hex per quella inferiore. Vediamo ora comecollegare praticamente un display alfanumerico ad unmicro, nel nostro caso ad un Z86E08. Come si vede dallatabella riportata in queste pagine, abbiamo utilizzato laporta 2 come uscita per indirizzare DB0÷DB7, e la porta0, nella sue due linee P00 e P01, anch’esse configuratecome uscita, per indirizzare le due linee di Enable (E) edi scrittura istruzioni/dati (RS). Occorre anche prevede-re un trimmer collegato al pin denominato V0 per rego-lare il contrasto del display. La linea R/W viene mante-nuta a livello basso in quanto il nostro programmaLCD.S provvede solamente a scrivere dei dati suldisplay. Per utilizzare facilmente il display, abbiamo rea-lizzato diverse routine che, inserite all’interno di un pro-gramma, ci permettono di eseguire le operazioni fonda-mentali, cioè: inizializzare il display all’atto dell’accen-sione; indirizzare il cursore sulla prima riga; indirizzareil cursore sulla seconda riga; scrivere i sedici caratteri di

una linea prelevando la scritta dal programma. Questesubroutine sono riportate nel listato del programmaLCD.S visibile in queste pagine. Rammentiamo soltantoche per inizializzare il display occorre inviare unasequenza di comando che utilizza delle variabili definiteall’inizio del programma con l’istruzione: “.EQU”. Laroutine di inzializzazione prevede che la linea RS siatenuta a livello logico basso (infatti, stiamo inviandosolo delle parole di controllo e non dei dati da visualiz-zare). Ogni istruzione inviata, come già detto, deve pre-vedere l’alzamento e l’abbassamento della linea E, e deicicli di ritardo per adattarsi alla velocità del display. Laroutine RIGA_1 non fa altro che indirizzare la DD RAMagli indirizzi della prima riga del display (indirizzo 00),mentre la routine RIGA_2 fa la stessa operazione, indi-rizzando però la seconda riga (indirizzo 40 hex). La rou-tine CARATT scrive sedici caratteri, prelevandoli dallelocazioni di memoria puntate da POINTER.


TOP SECRET

VIDEOSPIA CONRADIOCOMANDO

di Andrea Lettieri

avere una telecamera (decisamentegrossa e pesante, anche se a CCD) epoi un trasmettitore video in VHF oUHF, anche questo non proprio pic-colo. Oggi invece, grazie alla dispo-nibilità di nuovi componenti ad altatecnologia, la microspia video èdiventata una realtà abbordabile:per questo siamo lieti di presentarvi“la videospia”, cioè il nostro siste-ma di spionaggio a distanza chepermette non solo di ascoltare, maanche di vedere cosa accade nel-l’ambiente che teniamo sotto con-trollo. Il tutto con un apparato didimensioni relativamente contenu-te, mascherabile oltretutto nascon-dendolo in un libro, in un mobile,nel televisore del locale “spiato”,ecc. L’occasione per preparare lavideospia l’abbiamo avuta con l’ar-rivo dei nuovi moduli trasmettitoritelevisivi dei quali la prima versio-ne è stata da noi proposta nel fasci-colo n. 17 della nostra rivista, e conla disponibilità delle microteleca-mere allo stato solido; oggi, avutaanche l’ultima versione del TX tele-visivo (più compatta della prece-dente) ci siamo messi all’opera eabbiamo preparato quello che tro-vate illustrato in questo articolo: lavideospia, appunto, che in sostanzaè un trasmettitore televisivo contelecamera e microfono incorporati.La telecamera impiegata è una di

Da quando siamo apparsi per laprima volta in edicola abbiamo

abituato i nostri lettori alle micro-spie, proponendone un po’ di tutti itipi, dalle semplici in FM a quellepiù prestanti in UHF con moduloibrido quarzato. Tanti bei progetti,tanti apparecchi adatti al controlloambientale che però, per quantoprecisi ed affidabili, hanno un’evi-dente limitazione: permettono sol-tanto di ascoltare voci, suoni e

rumori, ma non di vedere cosa acca-de nell’ambiente sotto controllo.Questo limite lo hanno sostanzial-mente tutte le microspie, poiché peravere dimensioni contenute devonolimitarsi alla sola parte audio.Infatti per poter riprendere e tra-smettere a distanza delle immaginioccorrono apparecchiature ben piùingombranti di una semplice micro-spia audio, per non parlare poi delcosto: tanto per cominciare bisogna

Il trasmettitore audio/video a 1,2 GHz, il“cuore” della nostra videospia. Nella pagina alato, l’interno del volume nel quale sono stati

inseriti tutti i componenti necessari, compresa labatteria di alimentazione. In stand-by il

dispositivo assorbe appena 600 µA.


La tradizionale microspia,telefonica o via radio che sia,

è utilissima nelleintercettazioni ambientali enel controllo a distanza di

persone ed eventi, tuttavia hauna limitazione evidente:

permette soltanto di ascoltare.E allora, perché non vedereanche? Tanto più che con lenuove telecamere CCD e i

moduli trasmettitori è possibile spiare direttamentedalla TV! Completa di attiva-

zione a distanza.

quelle in miniatura già usate peraltri progetti (es. “la valigia dellospione”) però in versione con pin-hole, cioè senza lente e con otticacostituita sostanzialmente dal tipicoforo della camera oscura: si tratta diun dispositivo ad altissima tecnolo-gia con sensore CCD e matrice inbianco e nero, capace di buona riso-luzione e grande, pensate, più omeno come una tradizionale mone-ta da 100 lire! Con una telecamera

del genere, davvero piccola, abbia-mo aperto già per metà la porta chedà accesso alla realizzazione di unaspia professionale. Il modulo videoè un amplificatore ibrido racchiusoin un contenitore metallico simile aquello proposto nel fascicolo 17della rivista, dal quale differisceperché incorpora la logica di sele-zione delle frequenze, quindi nonnecessita di resistenze di pull-upesterne e tantomeno di jumper da

settare: è uno scatolino di metallocon bocchettone coassiale per l’an-tenna (fornita in dotazione) accor-data ed un cavetto terminante con 4contatti, a cui applicare l’alimenta-zione (+ e -) il segnale video e, pen-sate, anche l’audio da trasmettere. Iltrasmettitore video provvede agenerare la portante audio e quellavideo, quindi la prima viene modu-lata in FM dal segnale BF, mentre ilsegnale videocomposito modula in


AM la seconda. I due segnali vengonoquindi miscelati e inviati allo stadioamplificatore di uscita, che può erogaread un’antenna accordata da 52 ohm finoa 50 milliwatt di potenza, il che per-mette, in abbinamento con l’appositoricevitore, una portata di oltre 300 metriin campo libero. L’unico difetto che sipotrebbe imputare al dispositivo stanella frequenza di lavoro: il trasmettito-re opera infatti tra 1,16 e 1,23 GHz, fre-quenze non ricevibili direttamente daltelevisore, ma dai ricevitori satellitari di

uso comune. Quindi per ricevere l’au-dio e le immagini della nostra videospiabisogna disporre di un ricevitore perTV via satellite, oppure dell’appositomodulo ricevitore ibrido accordato nelmedesimo campo di frequenze: que-st’ultimo ricava i segnali audio e videoda inviare ad un monitor dotato diingresso video-composito a 75 ohm e diun piccolo amplificatore BF interno;diversamente l’audio potrà essereascoltato in cuffia.Vediamo dunque il nostro circuito,

appoggiandoci allo schema elettricoillustrato in queste pagine: notiamosubito che in esso la videospia vera epropria è comunque poca cosa, dato chesi limita alla microtelecamera TC1, almodulo trasmittente U4, al microfonoMIC ed al transistor T3; tutto il restoserve solamente per poter accendere espegnere il dispositivo a distanza, inmodo da farlo funzionare soltantoquando serve. Questo, che di primoacchito può sembrare inutile, è inveceun dettaglio determinante, soprattutto

Lo schema a blocchi evidenzia il funzionamento del nostro dispositivo. Il segnale audio captato dal microfono equello video captato dalla microtelecamera vengono applicati ad un trasmettitore che opera sulla

frequenza di 1,2 GHz e che è in grado di erogare una potenza RF di 50 mW. Il circuito della videospia comprendeanche un radiocontrollo a 433 MHz che consente di accendere o spegnere a distanza il sistema.

Il segnale televisivo irradiato può essere captato mediante un comune ricevitore satellitare oppure tramite unapposito ricevitore funzionante sulla stessa frequenza del TX. La portata del sistema, a seconda delle

condizioni di lavoro, è mediamente compresa tra 50 e 300 metri.

schema elettrico


prima e ... dopo la cura

se si pensa che in molte situazioni è dif-ficile far funzionare la videospia con unalimentatore da rete e bisogna farlaandare a batteria, ed è proprio in que-st’ultimo caso che il risparmio di ener-gia assume grande importanza.Il comando a distanza è stato studiatoper poter funzionare continuamentelimitando il più possibile il consumo dienergia: pensate che a riposo tutto ilcircuito assorbe solamente 600microampère! Pochissimo, tanto dagarantire un’autonomia notevole anche

con una batteria al piombo-gel da 12Ve 1,1 A/h. Il basso consumo è stato otte-nuto impiegando componenti CMOSed un ricevitore radio ibrido operante acirca 3 volt; l’alimentazione per il rice-vitore, il decoder e il flip-flop CD4013è stata ricavata da una serie di resisten-ze, e lo Zener DZ1 non interviene senon in caso di sovratensione, perciònormalmente non assorbe corrente. Ilricevitore U1 è l’RF290A/433 a 3 volt,un modulo Aurel che abbiamo giàincontrato parlando del cercapersone

(Elettronica In n. 18): come gli altriricevitori ibridi della serie questo con-tiene la sezione radioricevente superri-generativa ad alta sensibilità (miglioredi 5 µV) un demodulatore AM, ed unosquadratore di uscita per ripulire ilsegnale. Funziona a 433,92 MHz ed èquindi adatto ai minitrasmettitori por-tatili standard, nonché a quelli da noipubblicati in numerose occasioni.Il modulo U1 riceve il segnale dall’an-tenna a filo (ANT) e presenta in uscita(piedino 14) degli impulsi rettangolariche costituiscono il codice di sicurezzainviato dal trasmettitore; già, ovvia-mente il radiocomando l’abbiamocodificato, altrimenti qualunque segna-le a 434 MHz avrebbe potuto accende-re e spegnere la videospia mandandotutto quanto “a spasso”. La codificaprescelta è la solita basatasull’MM53200 (UM3750 o UM86409UMC) a 4096 combinazioni, impiegatain gran parte dei minitrasmettitoritascabili e da quelli per apricancello.Di conseguenza il decoder montato sulricevitore è appunto dello stesso tipo.Però va notato che, volendo far funzio-nare tutto il ricevitore a circa 3 volt,abbiamo dovuto usare l’UM86409(equivalente UMC dell’MM53200National) perché è l’unico che può fun-zionare correttamente anche a 3 volt:MM53200 e UM3750 (altro equivalen-te della UMC) funzionano da 5 a 11volt, e non avrebbero dato buoni risul-tati. L’UM86409 (U2 nello schemaelettrico) è collegato per funzionare dadecoder, infatti ha il piedino 15 colle-gato a massa (zero logico) e così lavo-ra come ricevitore; preleva il segnale

Per occultare la videospiaabbiamo utilizzato un

grosso volume (nel nostrocaso un catalogo di com-ponenti elettronici) dal

quale abbiamo eliminatotutte le pagine. Al loro

posto abbiamo utilizzatodel polistirolo espanso didimensioni adeguate al

cui interno trovano postotutti i componenti

necessari.


R3: 120 KohmR4: 22 KohmR5: 10 KohmR6: 10 KohmR7: 10 KohmR8: 22 KohmR9: 10 OhmR10: 220 OhmR11: 3,3 KohmR12: 1 KohmR13: 1 MohmC1: 100 µF 16VL elettroliticoC2: 470 pF ceramicoC3: 22 µF 16VL elettroliticoC4: 220 µF 16VL elettroliticoC5: 10 nF ceramicoC6: 10 nF ceramicoC7: 100 nF multistratoC8: 220 nF multistratoC9: 100 nF multistratoC10: 22 µF 16VL elettroliticoDZ1: Zener 4,3V 1/2WT1: BC547B transistor NPN

T2: BC557B transistor PNPT3: BC547B transistor NPNT4: BUZ11 mosfet canale NU1: BCNB 3,3V modulo

ricevente AurelU2: UM86409U3: CD4013BU4: Modulo Video quattro

canali M4TX1G2TC1: Telecamera FR72PHMIC: Capsula microfonica

preamplificataANT: Antenna accordata

433MhzANT1: Antenna modulo videoDS1: Dip switch 10 poliDS2: Dip switch 2 poli

Varie:- zoccolo 9+9 pin;- zoccolo 7+7 pin;- morsettiera 2 poli (2 pz.);- stampato cod. H031.

COMPONENTI

R1: Trimmer min. MO 4,7 KohmR2: 15 Kohm

il montaggio

contenente il codice inviato dal trasmet-titore tramite il pin 14 del ricevitoreibrido, e lo analizza dal proprio piedino16. L’uscita dell’UM86409 (pin 17) ènormalmente a livello logico alto, ecommuta a zero ogni volta che il codi-ce presentato al piedino d’ingresso (16)corrisponde a quello impostato median-te i dip-switch del DS1 e del DS2,

ovvero quando viene ricevuto il segna-le da un trasmettitore che ha la medesi-ma codifica e i piedini da 1 a 12 impo-stati uno ad uno come quelli dell’U2.Quando, dopo la ricezione di un codicevalido, U2 ripone a livello alto la pro-pria uscita, il piedino di clock del flip-flop U3 (di questo CD4013 usiamo solouna sezione...) riceve un impulso a

livello alto e, sul fronte negativo, vienetriggerato e inverte lo stato delle pro-prie uscite: il piedino 1 era a livellobasso e commuta allo stato alto, mentreil 2 passa da 1 a zero logico.Questa situazione manda in conduzioneT1, che viene polarizzato in base dallivello logico alto all’uscita diretta diU3, e quindi T2, un PNP alimentato in


Per contenere quanto più possi-bile le dimensioni della video-spia è stata usata la più piccolatelecamera di cui disponiamo almomento: si tratta dellaFR72PH della FuturaElettronica, realizzata con unelemento a CCD in bianco enero da 1/3”, dotata di otticasenza lente (pin-hole) regolabile,e grande in tutto poco più di unamoneta da 100 lire. Le sua carat-teristiche tecniche sono leseguenti:- risoluzione: 380 linee;- sensibilità: 2 lux;- ottica: 5,5 mm/f 5, con

apertura angolare di 68°;- uscita video: segnale composito

1 Vpp/75 ohm;

- alimentazione: 7,5÷14 Vcc,consumo 100 mA;

- dimensioni (LxHxP): 32x32x20millimetri.

In alternativa è possibile usarequalsiasi altra telecamera conuscita video-composita stan-dard: ad esempio quella a colori(FR89 della Futura Elettronica)che fornisce un segnale compati-bile ma consente di vedere imma-gini a colori, quindi migliorisotto tutti i punti di vista; certoquest’ultima è un po’ più grandeed ha un costo maggiore, però sec’è spazio è senz’altro preferibi-le a quella in bianco e nero.

LA TELECAMERA CCD

base mediante la resistenza R7 e il cir-cuito di collettore dello stesso T1. Il T2alimenta R8, ai capi della quale si creauna caduta di tensione tale da polariz-zare il gate del mosfet T4, che va inconduzione: quest’ultimo è usato comeinterruttore statico, consentendo diaccendere quando vogliamo la parte dicircuito che gli è collegata, cioè l’am-plificatore audio per il microfono, lamicrotelecamera e il modulo trasmetti-tore TV.Quando T4 è interdetto la linea di ali-mentazione negativa della videospia èsollevata da massa e la telecamera, ilTX e il microfono sono spenti; quandosi attiva il comando a distanza e T4 vain conduzione la linea negativa dellavideospia viene praticamente collegataa massa e i tre componenti sono messisotto tensione. Ora il segnale audiocaptato dal microfono electret (MIC)viene amplificato dal transistor T3 epresentato all’ingresso audio (A) deltrasmettitore TV U4, la microtelecame-ra TC1 funziona e invia il propriosegnale all’ingresso video (V) del soli-to modulo. Quest’ultimo, alimentato

con circa 12 volt tra i punti + e - entrain funzione e invia nell’etere, tramitel’antennina accordata di cui è dotato (diserie...) la radiofrequenza modulata daisegnali televisivi audio e video.Il tutto si spegne semplicementeinviando un nuovo segnale con il radio-comando, allorché l’uscitadell’UM86409 torna a livello basso,

quindi riassume l’1 logico e dà un altroimpulso di clock al flip-flop U3, ilquale inverte nuovamente lo stato delleproprie uscite riportandole nelle condi-zioni iniziali (notate la rete C/R forma-ta da C3 ed R4, che all’accensione delcircuito dà un impulso positivo al pie-dino 4, resettando il flip-flop e ponen-do quindi a 0 logico l’uscita diretta, e alivello alto il piedino 2) e lasciandointerdire T1, T2 e T4. Da quando vieneacceso, il circuito trasmette sulla fre-quenza selezionata con i 4 jumper del-l’ibrido U4, le immagini captate dallamicrotelecamera a CCD, corredate davoci, suoni e rumori rilevati nell’am-biente sotto osservazione. Il tutto puòessere comodamente guardato su untelevisore o su un monitor con ingressocomposito o SCART, collegati all’usci-ta (rispettivamente modulatore video, oEUROSCART) di qualunque ricevitorestandard per TV da satellite.Quest’ultimo apparecchio deve dispor-re di una piccola antenna accordata(tipo quella in dotazione al trasmettito-re) o di un’altra ad alto guadagno, sem-pre accordata a 1,2 GHz circa, collega-

in queste pagine a grandezza naturale;la realizzazione non è affatto critica,dato che i due moduli ibridi bloccano“a bordo” i problemi di filtraggio esoppressione dei disturbi RF, quindipotete realizzare la basetta con il meto-do che preferite. Una volta inciso eforato lo stampato inserite e saldate sudi esso le resistenze e il diodo zener,facendo attenzione a quest’ultimo cheva inserito rispettando il verso indicatonel disegno di montaggio (il terminalemarcato dalla fascetta va verso il forovicino al Test-Point). Inserite e saldate poi gli zoccoli per ilCD4013 e l’UM86409, quindi i dip-switch e il trimmer R1: posizionate glizoccoli con i riferimenti dalla parteindicata nel disegno di montaggio, inmodo da avere già l’indicazione perquando monterete gli integrati; quantoai dip-switch, fate in modo che il primodel DS1 stia in corrispondenza del pie-dino 1 dell’U2, e che il primo del DS2sia collegato al pin 11 dello stesso inte-grato. Proseguite il montaggio inseren-do e saldando i condensatori, avendoriguardo per la polarità di quelli elet-

ta all’ingresso normalmente riservatoal coassiale che arriva dalla parabola(LNB).Bene, visto il circuito in teoria pensia-mo subito alla pratica, e vediamo cosabisogna fare per costruirlo ed utilizzar-lo al meglio: per prima cosa dobbiamorealizzare il piccolo circuito stampatoseguendo la traccia lato rame illustrata

trolitici; montate quindi tutti i transi-stor, badando di orientarli come si vedenella disposizione componenti illustra-ta in queste pagine: nel dettaglio, il latometallico del mosfet deve stare versoR8 ed R9, la parte piatta del T3 deveguardare verso R13, e quelle di T1 e T2devono essere praticamente affacciatel’una all’altra. Collegate quindi la


Per realizzare la videospia ci siamo serviti di un trasmet-titore audio/video completo, racchiuso in una scatolametallica, completamente schermato e già tarato: unmodulo preciso perché quarzato, operante alle frequen-ze tipiche dei ricevitori satellitari. In sostanza si tratta diun elemento simile a quello da noi proposto un paio di

mesi fa, dal quale differisce per le connessioni con l’e-sterno: in pratica ha solo 4 fili, e non i piedini per ilmontaggio su stampato. Il modulo dispone di un piccoloconnettore volante per prelevare l’alimentazione (+ e -12 volt c.c.) e per ricevere i segnali audio e video da tra-smettere. Può operare su quattro canali differenti, ovve-ro sulle seguenti frequenze: 1150, 1180, 1210 e 1240MHz; per impostare la frequenza di lavoro sono dispo-nibili 4 jumper, dei quali va chiuso (con un apposito

ponticello di cortocircuito) uno solo alla volta. Il tra-smettitore eroga una potenza RF di 50 mW indipenden-temente dalla frequenza selezionata, e permette allavideospia di coprire distanze anche fino a mezzo chilo-metro in campo libero, sia usando come ricevitore unqualunque convertitore per satellite, sia impiegando

IL MODULO TRASMITTENTE

l’apposito ricevitore, che rispetto al tipico satellitare, pre-senta una maggiore sensibilità. Le caratteristiche tecni-che del modulo trasmettitore TV sono le seguenti:- potenza in antenna: 50 mW- impedenza di carico: 52 ohm- segnale d’ingresso video: composito 1 Vpp- impedenza ingresso video: 75 ohm- sensibilità ingresso audio: 100 mVeff.- impedenza ingresso audio: 20 Kohm- portata media : 400 metri (riferita al funzionamento incampo libero, con ricevitore satellitare standard dotatodi antenna a stilo a 1/4). Per migliorare le prestazioni delsistema è consigliabile utilizzare l’apposito ricevitore a 4canali col quale si possono tenere sotto controllo altret-tanti trasmettitori video grazie alla funzione “scan”. Ilricevitore presenta, rispetto ai modelli satellitari unamigliore sensibilità che si traduce in una maggiore por-tata. Entrambi i dispositivi sono disponibili presso laditta Futura Elettronica (0331/576139). Il modulo tra-smettitore audio/video completo di antenna (cod.M4TX1G2) costa 180.000 lire mentre il ricevitore(anch’esso completo di antenna e alimentatore) costa230.000 lire (cod. M4RX1G2).

capsula microfonica electret (MIC) a 2fili, utilizzando avanzi di terminali diresistenze o uno spezzone di cavettoschermato coassiale, ricordando che ilcontatto collegato alla carcassa metalli-ca è quello di massa, mentre l’altro è ilpositivo (e va collegato alla piazzola diR11/C9).Terminate il montaggio saldando delle

morsettiere bipolari a passo 5,08 mm incorrispondenza dei punti di alimenta-zione + e - V, quindi inserite e saldate ilmodulo ibrido U1, che entrerà in unsolo verso (se avrete realizzato la baset-ta seguendo la nostra traccia); per colle-gare la microtelecamera e il trasmettito-re ibrido conviene utilizzare due stri-sce, rispettivamente da tre e quattro

pin, di punte rompibili a passo 2,54mm, da saldare in corrispondenza dellepiazzole per TC1 e U4. Il ponticello traC4 e R10 (vedi disegno di montaggio)va realizzato usando un avanzo di ter-minale di resistenza; non va invecemesso qualora si voglia utilizzare untrasmettitore di vecchio tipo, cioè unmodulo come quello proposto nel fasci-

colo n. 17. Infatti quest’ultimo funzio-na con una tensione di 8 volt c.c. e per-ciò non può essere alimentato comequello usato in questo progetto; pertan-to bisogna montare un regolatore ditensione L7808 (8 volt) in corrispon-denza dei tre fori che stanno nello spa-zio riservato al ponticello, ricordandoche la massa è il terminale centrale, lapiazzola di destra (verso R10) corri-sponde all’uscita, e quella di sinistra(verso C4) all’entrata. Comunque, loricordiamo, il regolatore va montatosolamente da chi possiede e vuole uti-lizzare un trasmettitore di vecchio tipo,cioè quello che non dispone dei jumpere va montato su stampato con le resi-stenze di pull-up.Terminato il montaggio dello stampatopotete realizzare le connessioni, primafra tutte quella con l’antenna riceventeper l’ibrido U1: questa può essereanche un semplice spezzone di filo dirame rigido lungo 20 cm, saldato allapiazzola collegata al piedino 3 dell’U1.Per quanto riguarda la microtelecame-ra, non dovete fare altro che innestare ilsuo connettore femmina nelle tre puntemarcate TC1, avendo cura di mettere ilfilo positivo (rosso) dalla parte delpositivo (+) sullo stampato. Infine, peril modulo TX dovete eseguire un’ope-razione analoga, badando di tenere ilfilo negativo verso l’elettrolitico C10, equello del segnale video (V) verso il


connettore della telecamera. Una voltasistemati i collegamenti la videospia èpronta per l’uso, dato che non richiedealcuna regolazione o taratura prelimi-nare; basta alimentarla con 12 volt c.c.(servono circa 250 mA di corrente)direttamente dai punti marcati + e - V,badando di rispettare la polarità indica-ta. Per ottimizzare i consumi, ovvero

ne, ecc. Ovviamente dovunque la simetta sia la telecamera che il microfo-no devono poter essere in contatto conl’esterno: in pratica basta un foro perciascuno, fermo restando che per latelecamera l’apertura deve stare difronte all’ottica (il foro del pin-hole...)e per il microfono deve essere la parteanteriore ad affacciarsi all’esterno.

ricevitore da satellite, dopo aver trova-to il canale su cui trasmette la video-spia bisogna sempre cercare la frequen-za dell’audio che, nel nostro caso, cor-risponde alla sottoportante di 5,5 MHz;per la selezione bisogna entrare nellamodalità relativa all’audio, accessibilesecondo procedure che variano da rice-vitore a ricevitore.

per limitare la corrente assorbita a ripo-so dall’apparecchiatura, conviene regi-strare il trimmer R1 in modo da avere3,1 volt fra i piedini 1 e 15 dell’ibridoU1 e la massa: in tal modo l’assorbi-mento in standby del radiocomando èdi circa 600 µA, ovvero l’intero circui-to, a riposo (telecamera, microfono etrasmettitore spenti) assorbirà sola-mente 600 µA.Per l’uso della videospia non ci sonovincoli o particolari regole da rispetta-re: va installata evidentemente in luo-ghi protetti, racchiusa in un contenitoredi materiale isolante; lasciamo alla fan-tasia e alle esigenze di ciascuno la scel-ta dell’applicazione, della collocazio-

Quanto alla ricezione delle immagini edei suoni captati dalla videospia, biso-gna disporre di un ricevitore televisivocapace di sintonizzarsi sulle frequenzedi lavoro del nostro TX; in pratica cisono due alternative: 1) si utilizza unricevitore per TV da satellite, inserendouna piccola antenna (anche uno stilo)accordata sull’ingresso dell’LNB dellaparabola; 2) si acquista il modulo rice-vente specifico per il TX, quindi si col-legano le uscite audio e video rispetti-vamente ad un piccolo amplificatoreaudio e ad un monitor con ingressocomposito. Usando il ricevitore satelli-tare si può scegliere se collegare l’an-tenna direttamente (con un appositoconnettore) all’ingresso LNB, oppuremediante un selettore, o un miscelato-re, in modo da non sconnettere la para-bola, realizzando un impianto fissobivalente.Usando il ricevitore ibrido si può inve-ce realizzare un apparato specifico perl’uso con la videospia; se poi si trovaun monitor dotato anche di ingressoaudio (si può utilizzare anche un TVcon presa SCART) si risparmia l’am-plificatore esterno, e i due segnali pre-levati dal modulo vanno mandati diret-tamente al monitor stesso, sul quale sipotranno vedere le immagini ascoltan-do l’audio ad esse relativo, in temporeale.Ancora un’ultima cosa: utilizzando il

PER IL MATERIALE

Tutti i componenti utilizzati per realizzare la nostra videospia sono facilmente reperibili. Il ricevitore a bassoconsumo è disponibile in scatola di montaggio (FT181) al costo di 45.000 lire. Il kit comprende tutti i com-ponenti, la basetta forata e serigrafata e le minuterie. Quale trasmettitore può essere utilizzato il modelloTX3750/1C/SAW che costa 42.000 lire e che consente una portata di 50÷100 metri. Per distanze superiori èpossibile utilizzare il kit cod. FT171 proposto sul fascicolo di aprile 1997. La microtelecamera (cod. FR72PH)costa 180.000 lire mentre il trasmettitore video (cod. M4TX1G2) costa anch’esso 180.000 lire. L’eventualericevitore dedicato (... ma è anche possibile utilizzare un ricevitore satellitare) costa 230.000 lire (cod.M4RX1G2). Tutti i componenti utilizzati nella videospia possono essere richiesti alla ditta FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI) tel.0331/576139 fax 0331/578200.

L’unico circuito da autocostruire èil ricevitore a basso consumo

che consente di attivare a distanzala videospia.

Più o meno tutti sapete che cos’è un registratore ditelefonate, o almeno, dal termine, potete averne

un’idea sufficientemente chiara: si tratta sostanzial-mente di un circuito elettrico o elettronico capace dirilevare l’inizio di una conversazione telefonica e diregistrarne il contenuto su nastro magnetico, grazie adun registratore a cassette realizzato appositamente, o ditipo comune; il dispositivo avvia la registra-zione quando avviene lo sgancio della cornet-ta (impegno della linea) e la interrompe al riag-gancio (disimpegno).Questo registratoreè utilissimo nelcampo dellospionaggio,e comunqueper registra-re le conver-sazioni fatte oricevute daltelefono dicasa o dell’uffi-cio: ad esempiose si sospetta chequalcuno chiami anostra insaputa, o semplicemente se si desidera cono-scere il contenuto delle conversazioni fatte da un appa-recchio o da una persona in particolare. Per realizzareun registratore di telefonate si fa uso, oltre che del soli-to registratore a nastro, di circuiti di vario genere, tutticapaci di rilevare lo sgancio della cornetta dell’appa-recchio telefonico sfruttando le seguenti condizioni:all’impegno della linea la tensione rilevata tra i suoi due

fili si abbassa decisamente, in media da 50÷60 volt a6÷8 V; nella stessa condizione la corrente passa da unvalore pressoché nullo (a cornetta abbassata) a 35÷40mA, facilmente rilevabili con qualsiasi rete elettrica.Vediamo perciò che basta approntare un circuito sensi-bile alla differenza di tensione o alla corrente di impe-gno linea, per rilevare lo sgancio della cornetta (ovverol’inizio della conversazione telefonica) e avviare il regi-stratore a nastro. Però va detto che tutti i circuiti utiliz-

zati finora dalla granparte dei progetti-

sti, nelle lineedi kit di mon-taggio e nelleriviste, hannoil difetto dir i c h i e d e r eun’alimenta-zione, chespesso viene

p r e l e v a t adalla linea

telefonica e inaltri casi giunge da

una pila o da un piccolo alimentatore. Nel casol’alimentazione venga prelevata dalla linea il circuito sipresenta abbastanza indipendente e funziona una voltacollegato all’impianto; tuttavia nella gran parte dei casila corrente che richiede è elevata e finisce col caricarela linea determinando una certa attenuazione del segna-le audio. Inoltre va considerato che la Telecom Italia, ecomunque chi gestisce il servizio telefonico, nonaccetta che si colleghino alle linee apparecchi non

ULTRACOMPATTO!


REGISTRATOREDI TELEFONATE

Semplice automatismo che permette di attivare un qualunque registratoreportatile a cassette ogni volta che si sgancia la cornetta del telefono: si collega

in serie alla linea e non richiede alcuna alimentazione.

di Sandro Reis


schema elettrico

COMPONENTI

R1: 330 ohm 1/4 WR2: 22 Kohm 1/4WC1: 100 nF 100Vl poliestereC2: 100 nF 100Vl poliestereD1: 1N4148D2: 1N4148RL1: Relè telefonico

Teltone M-949-11

galvanicamente isolati (cioè accoppiatiin continua) dalle stesse, e tantomenocircuiti che prelevano corrente (a menoche non si tratti di qualche decina dimicroampère). Insomma, i circuiti ali-mentati dalla linea non sono proprioregolamentari e la loro installazionepotrebbe creare problemi in caso dicontrollo da parte dei tecnici dell’a-zienda telefonica. Per aggirare il pro-blema si può ricorrere a circuiti isolaticon fotoaccoppiatori e/o trasformatoridi disaccoppiamento: i primi si posso-no usare per rilevare lo sgancio ed ilriaggancio della cornetta, trasferendopoi un livello logico ad un relé cheprovvede a comandare il registratore; iltrasformatore serve invece per traslareil segnale di fonìa verso l’ingressoaudio dello stesso registratore a nastro.

In questo caso il circuito è in pienaregola per quanto riguarda l’interfacciaverso la linea, tuttavia presenta lo svan-taggio di richiedere un’alimentazioneesterna, il che significa pile o alimenta-tori da rete. Nel caso delle pile il pro-blema si risolve con quelle da 6 o 12Vutilizzate negli accendini o nei radioco-mandi tascabili, anche se rimane l’in-conveniente che vanno sostituite ognivolta che si scaricano, senza contareche bisogna fare spesso delle prove diefficienza del circuito per verificare sela pila è ancora in buone condizioni ova sostituita, altrimenti si esce di casacredendo che il dispositivo funzioni epoi invece arrivano o si fanno 10 telefo-nate e non ne registra una. Da quanto

relè ultrasensibile a doppia bobina eduno scambio, capace di rilevare la cor-rente che scorre nell’apparecchiotelefonico allo sgancio della cornetta,senza determinare eccessiva attenua-zione del segnale: un piccolo relè tipoquelli impiegati nelle centrali telefoni-che moderne, preciso e veloce, tantoche può seguire l’impulsazione deivecchi apparecchi a disco combinatore,nonché l’attivazione del tasto “flash” oR dei moderni telefoni. Si trattadell’M-949-11, un componente prodot-to dalla Teltone, Casa statunitense spe-cializzata in dispositivi per telefonia.Questo relè telefonico si trova incapsu-lato in un contenitore con la piedinatu-ra di un integrato dual-in-line a 7 piedi-

semplicissimo registratore di telefona-te, del quale trovate lo schema elettricoin questa pagina: come vedete il circui-to è davvero elementare, e a parte ilrelè abbiamo due condensatori ed unpartitore resistivo per prelevare ilsegnale audio dalla linea ed inviarloall’ingresso BF o microfonico del regi-stratore a nastro. Ma vediamo il circui-to nei dettagli cominciando da un parti-colare riguardante proprio RL1: notateche le sue due bobine si trovano in seriealla linea, ovvero una è attraversatadalla corrente che dalla linea va altelefono, e l’altra è interessata invecedalla corrente uscente dal telefono ediretta alla linea; affinché lo scambiopossa scattare la bobine vanno collega-

detto possiamo dedurre che tutti i siste-mi utilizzati finora hanno inconvenien-ti anche fastidiosi, pur funzionandocorrettamente e svolgendo bene il pro-prio compito; perciò abbiamo cercatoqua e là fino a trovare qualcosa chepotesse permetterci di realizzare unregistratore di telefonate aggirando gliostacoli tipici dei sistemi noti attual-mente, senza andare a staccare pezzi dicentrale telefonica.

PRINCIPIO DIFUNZIONAMENTO

Ancora una volta abbiamo trovato unasoluzione che, se non è proprio lamigliore, almeno non presenta gliinconvenienti di cui abbiamo appenaparlato. Insomma, abbiamo trovato un

ni per lato, quindi prende posto senzaproblemi su qualsiasi zoccolo dip stan-dard. Internamente dispone di duebobine avvolte su un solo nucleo, e diun equipaggio mobile a singolo scam-bio, leggerissimo e preciso, capace dicommutare correnti fino a 500 mA; ledue bobine devono essere attraversatedalla corrente di linea, perciò devonotrovarsi in serie al telefono o comunqueall’apparecchio che impegna la lineastessa. La resistenza complessiva dientrambe non supera i 20 ohm, il chesignifica, considerando che la resisten-za di linea è dell’ordine di 1 Kohm equella del telefono è normalmente sui300÷600 ohm, che l’attenuazione delsegnale determinata dall’inserzione delnostro relè è praticamente trascurabile.Con l’M-949-11 abbiamo realizzato un


chio, o per comandarlo a distanza, adesempio tramite un interruttore postosul microfono. Normalmente in unregistratore standard i due punti dellapresa REM (Remote Control) sonochiusi a riposo, e l’apparecchio funzio-na normalmente; inserendovi lo spinot-to del dispositivo di comando gli stessivengono aperti ed il contatto vienedirottato sui fili dello spinotto. Bene,lasciando scollegati questi fili il regi-stratore non si avvia nemmeno schiac-ciando i tasti di PLAY o REC, mentreparte, dopo aver premuto uno di questi,chiudendo il contatto, ovvero unendo idue fili. Nel nostro caso i pin 7 e 14 delrelè sono collegati con altrettanti fili aicontatti di uno spinotto jack semplice

da 2,5 mm, il quale andrà inserito nellapresa REM del registratore, solitamen-te anch’essa da 2,5 mm. La parte rima-nente del circuito serve per prelevare ilsegnale di fonìa dalla linea telefonica, etrasferirlo all’ingresso audio (IN BF,MIC, ecc.) del registratore: nei dettagli,il partitore formato dalle resistenze R1ed R2 serve a limitare l’ampiezza delsegnale in modo da ottenere un valoreaccettabile e tale da non saturare nep-pure l’ingresso microfonico di un regi-stratore portatile standard, normalmen-te operante con pochi millivolt R.M.S.I due diodi D1 e D2, disposti in antipa-rallelo, limitano la tensione ai capidella resistenza di uscita R1 quando inlinea si presentano disturbi e sovraten-

Il nostro automatismo permette diregistrare le conversazioni effettuateda uno o più telefoni posti su unalinea mediante un qualunque regi-stratore portatile a cassette, o conuno professionale a bobina. Il mec-canismo di funzionamento è basatosul rilevamento della corrente conti-nua presente in linea quando si sgan-cia la cornetta del telefono a seguitodi una chiamata, o per fare una chia-mata. Il circuito attiva il registratoretramite il con-tatto diR e m o t eControl ognivolta che rile-va lo sgancio,e lo spegne alr i agg a n c i o ,ovvero nonappena siannulla lacorrente in linea; l’intervallo trasgancio e riaggancio costituisce laconversazione, e il registratorememorizza su nastro quanto vienedetto da entrambi i capi della linea,compresi i toni DTMF prodotti dallatastiera del telefono “osservato” se èquesto a chiamare. Per registrare letelefonate basta quindi mettere ilnostro automatismo in serie allalinea, e collegare lo spinotto delRemote e quello dell’audio ai rispet-tivi del registratore; quindi ogni

telefonata verrà memorizzata epotrete riascoltarla con comodoanche a distanza di tempo.Attenzione solo ad una cosa: il nostrosistema è l’ideale per tenere sottocontrollo un telefono e quindi peresercitare anche azioni di “spionag-gio”; tuttavia non dimenticate che laLegge vieta di registrare le conversa-zioni telefoniche se gli interlocutorinon ne sono al corrente, e che perciòchi abusa nell’impiego del nostro

registratore ditelefonate puòessere perse-guibile legal-mente. Tuttociò significache se voleteregistrare let e l e f o n a t efatte da casavostra e dal-

l’ufficio potete farlo, ma dovetecomunque agire con scrupolo e conrispetto, perché se le persone coin-volte non ne sono al corrente potetecome niente trovarvi sul capo unadenuncia penale senza “mezzi termi-ni”. Infatti l’intercettazione è con-sentita solo dietro autorizzazionedella Magistratura, e comunque uffi-cialmente può essere affidata a fun-zionari di Pubblica Sicurezza o adinvestigatori autorizzati nell’ambitodi indagini legali.

per l’uso del circuito...te come illustrato nello schema, altri-menti il relè resta bloccato anche sescorre la giusta corrente. In pratica se ilpunto 2 è a potenziale positivo rispettoal 10 (prima bobina) il 3 deve esserenegativo rispetto al 9: quindi se la cor-rente entra dal piedino 2 ed esce dal 10,deve rientrare nel 9 ed uscire dal 3;invertendo il collegamento di entrambeil risultato non cambia, mentre se siinverte solo una delle due il relè nonpuò funzionare. Nel circuito RL1 rilevala corrente in linea a seguito dellosgancio della cornetta, quindi provvedea chiudere in cortocircuito i propri pie-dini 7 e 14 (mediante lo scambio inter-no) che utilizziamo per eccitare l’in-gresso “REMOTE” del registratore anastro: questo ingresso serve in praticaper accendere dall’esterno l’apparec-

sioni impulsive, e durante l’arrivo dellechiamate, allorché ai capi della linea sitrova una tensione alternata di 70÷80Veff. I due diodi limitano in ogni casoa ±0,7 V la tensione ai capi della resi-stenza R1, evitando che al registratoregiungano picchi di ampiezza pericolo-sa. Infine, C1 e C2 servono a collegarefisicamente il partitore ed il resto delcircuito audio ai fili della linea: la loropresenza permette di isolare in conti-nua i circuiti del registratore dal doppi-no telefonico, consentendo il passaggiodel segnale di fonìa. I punti MIC vannocollegati ad uno spinotto adatto allapresa di ingresso del registratore; daessi arriva il segnale prelevato dal par-titore resistivo. Bene, vediamo adesso

PER IL MATERIALE

Il registratore di telefonate èdisponibile già montato e col-laudato (cod. FT183) a 35.000lire. Il dispositivo comprende,oltre al circuito elettronico, lapresa telefonica passante ed icavi di collegamento al regi-stratore. Il relè Teltone è anchedisponibile separatamente a15.000 lire. Il materiale varichiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI), tel.0331/576139, fax 0331/578200.


come si realizza il registratore ditelefonate, fermo restando che perpoter lavorare richiede di essere poicollegato ad un registratore vero e pro-prio.


Il circuito è tanto semplice che puòessere realizzato su millefori, oppure inmodo volante, quindi racchiuso anchein una presa telefonica passante, comeabbiamo fatto noi per il nostro prototi-po. In ogni caso raccomandiamo atten-zione per il collegamento delle bobinedel relè M-949-11, rammentando chese la linea viene collegata ai piedini 2 e3 il telefono deve andare a 10 e 9 men-

tre, al contrario, se la si collega a que-sti ultimi il telefono si deve attestare al2 ed al 3. I diodi al silicio 1N4148vanno collegati in parallelo tra loro erispetto ad R1, e devono essere connes-si uno all’opposto dell’altro: in praticaD1 deve avere il catodo sull’anodo delD2 e l’anodo sul catodo di quest’ulti-mo. Qualunque sia il collegamento e iltipo di installazione, i piedini 7 e 14 delrelè vanno collegati con due fili ad unospinotto adatto alla presa REM delregistratore: bastano due fili qualsiasi enon occorre rispettare alcuna polarità. Icapi della resistenza R1 vanno invececollegati con altri due fili ad un secon-do spinotto, adatto anche in questocaso alla presa dell’ingresso microfoni-co del registratore che usate; in questo

caso è consigliabile usare del cavettocoassiale schermato, che potete colle-gare senza alcuna polarità: l’importan-te è che lo schermo sia connesso, dallato del registratore, al contatto dimassa dello spinotto. Per l’installazio-ne basta interrompere i fili della lineatelefonica (ad esempio dentro la presatelefonica a muro) ed attestarli ai piedi-ni 2 e 3 del relè, quindi collegare ai pin9 e 10 altri due fili che devono quindiessere portati al telefono, ovvero aipunti della presa telefonica a cuidovrebbe arrivare la linea. Nel caso simonti il dispositivo all’interno di unapresa passante bisogna innanzituttotogliere eventuali filtri, condensatori,soppressori, resistenze ed altro, quindicollegare i punti in basso della presa e

Per realizzare un automatismo adatto a controllare un registratore collegato alla linea del telefono abbiamo utilizzato uncomponente nuovo ed insolito, diverso dai soliti semiconduttori normalmente impiegati nei tradizionali registratori ditelefonate: si tratta del relè M-949-11 della Teltone Corporation, un elemento semplicissimo, affidabile e veloce, masoprattutto sensibile. Questo relè dispone di una doppia bobina, ovvero due bobine avvolte sul medesimo nucleo, che pos-sono eccitare entrambe l’equipaggio mobile; ciascuna di queste bobine ha una resistenza minima (meno di 10 ohm) tantoda non influenzare sensibilmente né l’impulsazione dei vecchi telefoni a disco, né tantomeno l’invio dei bitoni DTMF allacentrale, l’ampiezza del segnale di fonìa, e l’alternata di chiamata. Il nostro relè è incapsulato in un contenitore dual-in-line con la stessa piedinatura degli integrati a 7+7 pin, quindi può essere ospitato tranquillamente da uno zoccolo tradi-zionale. Il suo scambio può commutare fino a 500 mA di corrente, e 90 volt di tensione continua. L’equipaggio mobile ètanto veloce da scattare anche quando sul telefono si preme il tasto “R” o il “flash”, e abbastanza da rilevare e rico-struire la chiusura del disco combinatore nei telefoni ad impulsazione. Non si muove invece durante l’invio dei bitoniDTMF (selezione in multifrequenza) anche perché le bobine sono insensibili ad essi. Per il buon funzionamento le duebobine (facenti capo rispettivamente ai piedini 2-10 e 3-9) devono essere collegate ciascuna in serie ad uno dei fili dellalinea telefonica, e sempre in modo che la corrente uscente dal piedino 10 entri nel 9, o che quella uscente dal 2 entri nel3; insomma 2-3 e 9-10 devono sempre stare dallo stesso lato, cioè dalla parte del telefono o verso la linea. Scambiandol’ordine dei collegamenti o applicando la tensione di linea ad una delle bobine lo scambio non scatta.

il relè di linea


della spina, connettere i contatti “a” e“b” lato spina con i piedini 2 e 3 delrelè, portando poi i due fili relativi aipin 9 e 10 ciascuno ad uno dei contatti“a” e “b” lato presa. Per mantenere lapolarità della linea (posizioni dei fili ae b) occorre che il contatto della spinaattaccato al piedino 2 sia, per la presa,quello connesso al 10, e che quello col-legato al 3 sia il medesimo di quellorelativo al 9. In pratica se il punto “a”della spina viene collegato al 2 del relè,il 10 di quest’ultimo va collegato alsolito “a”, però della presa; analoga-mente, se il “b” della spina si connetteal 3, dal 9 parte il collegamento verso ilpunto “b” del lato presa. Fatti i collega-menti con la linea si possono realizzarequelli con il registratore; dopo aver

inserito gli spinotti dell’audio e delRemote Control (REM) per poter regi-strare le conversazioni bisogna inserireuna cassetta vuota nel registratore, por-tarla all’inizio, quindi premere i tasti diregistrazione: l’apparecchio resteràfermo fino a quando non verrannochiusi i contatti del Remote, ovverofino a che non scatterà il relè di linea.Per verificarlo sollevate la cornetta deltelefono posto sotto il circuito (avalle...) allorché vedrete avviarsi lacassetta. Per ascoltare le telefonate nondovrete far altro che operare come siopera normalmente per sentire unnastro: riavvolgete e premete il tastoPLAY; naturalmente dovete staccare lospinotto REM, altrimenti il registratorerimane bloccato.

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Tutto sui sistemi via radioutilizzati per il controllo a

distanza di antifurti, cancelliautomatici, impianti di sicu-

rezza. Le tecniche di tra-smissione, i sistemi di codifi-ca e le frequenze impiegateper inviare impulsi di con-trollo e segnali digitali. Lo

speciale comprende numero-se realizzazioni in grado di

soddisfare qualsiasi esigenzadi controllo. Tutti i progetti,

oltre ad una dettagliatadescrizione teorica, sono

completi di master, piano dicablaggio e di tutte le altreinformazioni necessarie peruna facile realizzazione. Per

ricevere a casa il numerospeciale è sufficiente effet-

tuare un versamento di Lire13.000 (10.000 + 3.000 s.p.)sul C/C postale n. 34208207

intestato a Vispa snc, V.leKennedy 98, 20027

Rescaldina (MI) specificandoil motivo del versamento e

l’indirizzo completo.

Il circuito è tanto sempliceche può essere realizzato suuna piccola piastra millefori

e racchiuso in una presatelefonica passante, comeabbiamo fatto noi per il

nostro prototipo. I piedini 7 e14 del relè Teltone vanno

collegati con due fili ad unospinotto adatto alla presa

REM del registratore.

Le moto e i ciclomotori sono tra le prede più “facili”per ladri e ladruncoli di strada, perché si trovano

praticamente senza difese, tanto più se lasciati all’aper-to: accedere all’impianto di accensione di una motoanche senza averne la chiave non è poi tanto difficile,dato che tutto oquasi è a vista, aparte in alcunicasi (es. lemoto carena-te). Perciò ip r o p r i e t a r idelle due ruotedevono avereparticolare curanello scegliere illuogo dove par-cheggiare il proprioveicolo, e nel bloc-carlo, quando devo-no lasciarlo incusto-dito, agendo sulleruote o fermando-lo ad un paletto conuna robusta catena.Tutte operazioni chepossono risultare sco-mode e fastidiose, per-ché bisogna portarsi die-tro catenacci e chiavistelli(no, forse quelli non servono!?) e poi ci si sporca lemani, magari nel togliere il lucchetto o la catena dalpalo sul quale (guardacaso) un cane di passaggio ha

posto le proprie “attenzioni”. Per proteggere la motoescludendo i tradizionali sistemi meccanici non restache affidarsi a dispositivi antifurto elettronici: ad esem-pio a quello proposto in questo articolo, realizzato gra-

zie ad un nuovissimo sensore a vibrazione capacedi rilevare ogni spostamento del veicolo. Il sen-

sore utilizzato è il ROLL 2 della Tecnoroll, edè in sostanza un rilevatore inerziale di spo-

stamento o vibrazione: in pratica rileva lavariazione rispetto alla posizione

assunta, quindi for-nisce il proprio

segnale di allar-me se, dopoessere stato

messo in un posto,viene mosso cond e c i s i o n e .Abbiamo preferito

questo componente aitradizionali senso-

ri a molla epeso e a

quelli pie-zoelettri-ci con labarretta,p r i n c i -palmenteper un

m o t i v o :mentre que-

sti sono più

SICUREZZA


ANTIFURTO MOTOA VIBRAZIONE

Semplice e compatto, realizzato con un nuovo e preciso sensore di spostamento, è adatto a proteggere moto e ciclomotori, ma anche le auto.

Dispone di uscita a relè per comandare una piccola sirena universale, o per far suonare il clacson.

di Carlo Vignati


schema elettrico

sensibili in determinate direzioni emeno in altre, il ROLL 2 ha la stessasensibilità in ogni direzione di sposta-mento, e in qualunque modo vengaposizionato. Tale caratteristica gli deri-va dalla sua struttura interna che, a dif-ferenza dei classici sensori di vibrazio-ni, non ha elementi elastici o rigidi inuna direzione (es. la molla con il peso

mettono di prelevare l’alimentazione(Vcc e GND) per il circuito interno, didare il segnale d’allarme, e di registra-re la sensibilità. I piedini di alimenta-zione sono vicini tra loro: il +, cioèVcc, e quello che sta sotto l’angolosmussato, mentre il - (GND) si trova inbasso a destra, guardando il sensorecon il + posto in alto a destra.

mente. Dall’uscita possiamo prelevareimpulsi di tensione il cui livello è circauguale a quello dell’alimentazionepositiva, mentre la corrente disponibileè di 10 mA in erogazione (cioè quandoil sensore alimenta un carico) e 5 mAin assorbimento (ovvero nel caso in cuiil carico sia chiuso a massa). L’ultimopiedino (Gain Control) è quello che

si flette bene lungo le superfici piùampie, e poco o niente verso l’incastroe lateralmente) bensì una sfera dimetallo che si muove liberamenteall’interno di un corpo cavo. Lo sposta-mento della sfera determina il segnaledi allarme rilevabile all’uscita del com-ponente. Va notato che il sensoreROLL 2 dispone internamente di uncircuito elettronico che permette diregolarne la sensibilità: questo esaminail segnale prodotto dallo spostamentodella sfera e, a seconda della regolazio-ne impostata, genera in uscita gliimpulsi di allarme. In sostanza la sensi-bilità dell’elemento è riferita all’inten-sità della vibrazione, ovvero alla velo-cità di spostamento: rendendolo piùsensibile, il ROLL 2 dà il segnale diallarme per spostamenti anche relativa-mente lenti, viceversa, riducendone lasensibilità, produce l’allarme solo conspostamenti energici e decisi, mentremuovendolo dolcemente e progressiva-mente non rileva alcunché. Il sensore èincapsulato in un contenitore plasticosimile a quello di un relè per auto, ed èimpregnato in resina epossidica; ester-namente dispone di 4 piedini, tutti dallastessa parte (sotto il corpo...) che per-

L’assorbimento di corrente è minimo,dato che a riposo sono richiesti appena600 µA con alimentazione di 9 volt c.c.Il dispositivo funziona tranquillamentecon tensioni comprese tra 5 e 15 volt,ovviamente in continua. L’uscita diallarme fa capo ad uno dei quattro pie-dini (OUT) che rimane a livello logicobasso (zero volt circa...) quando il sen-sore è fermo o comunque viene mossomeno di quanto serve ad eccitarlo,mentre assume l’1 logico ogni voltache lo stesso viene agitato energica-

permette di regolare la sensibilità delcomponente, collegando un trimmer traquesto e la massa: il trimmer si collegacome reostato semifisso, cioè comeresistenza variabile. Va notato che mag-giore è la resistenza inserita tra il piedi-no e massa, più è sensibile il compo-nente; al contrario, la sensibilità dimi-nuisce riducendo il valore della predet-ta resistenza.

SCHEMA ELETTRICO

Lasciamo adesso il sensore in sè pervedere come lo abbiamo impiegato inquesta applicazione, un po’ didattica ecomunque utile e di sicuro effetto;come accennato, in questa sede propo-niamo un antifurto a vibrazione delquale trovate in questa pagina lo sche-ma elettrico al completo. L’elementorilevatore è U1, cioè il sensoreTecnoroll, collegato secondo la dispo-sizione consigliata dal costruttore: èalimentato con la tensione ricavata daquella principale mediante la rete di fil-tro R3/C1, dispone del trimmer R1(collegato tra il piedino GAIN e lamassa) per la regolazione della sensibi-

vista interna del sensore di spostamento


COMPONENTI

R1: 47 Kohm trimmerR2: 4,7 KohmR3: 22 ohmR4: 10 KohmR5: 1 MohmR6: 1 MohmR7: 10 KohmR8: 10 KohmR9: 1 MohmR10: 1 Mohm trimmerC1: 47 µF 16Vl

elettrolitico rad.C2: 47 µF 16Vl


elettrolitico rad.C4: 2,2 µF 16Vl


elettrolitico rad.D1: 1N4148


D2: 1N4148D3: 1N4002D4: 1N4002T1: BC547T2: BC557U1: Sensore ROLL2U2: CD4093RL1:Relè 1 scambio,

6 o 12V (vedi testo)S1: Interruttore unipolare

(vedi testo)

Varie:- zoccolo 7+7 pin;- morsetto 2 poli p. 5 mm

(2 pz.);- morsetto 3 poli

p. 5 mm;- circuito stampato

cod. H029.(Le resistenze fisse sonoda 1/4 di watt con tolle-ranza del 5%)

zero logico, scaricando rapidamente(tramite il diodo D2) l’elettrolitico C2.Tutto ciò avviene a patto che il sensoreROLL 2 non continui a produrreimpulsi di allarme e che, comunque, lasua uscita non sia fissa ad 1 logico;diversamente il monostabile esaurisceil proprio tempo ma non si resetta.Adesso va notato che per tutto il tempoin cui l’uscita della U2b rimane a zerologico (monostabile eccitato) il piedino11 della U2c si tiene a livello alto, libe-rando il multivibratore astabile costrui-

to attorno a U2d: in pratica fino a quan-do l’uscita della U2c si trova a zerologico il piedino 10 è fisso ad 1 logicoe T2 risulta interdetto, mentre quandola stessa assume il livello alto lo statodi uscita della U2d è determinato dallacondizione del condensatore C4. Inbreve, tenendo a livello basso il piedino9 l’uscita della U2d è a 1 logico e cari-ca, tramite la serie R9/R10, il conden-satore C4, il quale in un certo tempo siporta ad 1 logico; poi il circuito rimanein tali condizioni. Mettendo ad 1 logicoil piedino 9 l’uscita della U2d assumelo zero logico e C4 viene scaricato tra-mite le solite resistenze (R9 ed R10)fino a quando il piedino 8 “vede” illivello basso, allorché si ha una nuovacommutazione all’uscita, ed il piedino10 torna ad assumere il livello alto. C4viene ricaricato fino a quando il pin 8non torna ad 1 logico, quindi i duelivelli alti agli ingressi forzano ancoral’uscita a zero. Insomma, U2d vedel’alternarsi degli stati logici 1 e zeroalla propria uscita e al piedino 8, fino aquando il piedino 9 rimane a livelloalto; perciò produce un segnale rettan-golare a bassa frequenza, che utilizzia-mo per polarizzare ed interdire ciclica-

lità, e fornisce il segnale di allarmesotto forma di impulsi a livello alto chepolarizzano la base del transistor T1.Ogni volta che il circuito viene scossoil sensore U1 produce uno o più impul-si a livello logico alto che, tramite R2,mandano in conduzione il T1: ad ogniimpulso quest’ultimo chiude pratica-mente in cortocircuito il proprio collet-tore con l’emettitore, determinandouna transizione da 1 a 0 logico al piedi-no 1 della NAND U2a; quest’ultimarealizza un monostabile in unione conU2b, pertanto quando T1 commuta ilpiedino assume il livello alto. TramiteC2, inizialmente scarico, lo stato logi-co 1 raggiunge il pin 5 della U2b, e l’u-scita di quest’ultima assume il livellobasso portandolo contemporaneamenteagli ingressi della U2c (utilizzata comeinverter logico) e al piedino 2 dellaU2a. Pertanto U2a risulta bloccata conl’uscita a livello alto anche se il piedi-no 1 torna allo stato logico 1. Tale con-dizione rimane fino a quando C2 sicarica abbastanza da far vedere lo zerologico al piedino 5 della U2b, allorchéil piedino 4 torna ad assumere l’1 logi-co e la U2a si sblocca, lasciando che ilproprio piedino 3 torni ad assumere lo

PER IL MATERIALE

Tutti i componenti utilizzatiin questo progetto sonofacilmente reperibili. Il sen-sore di spostamento cod.ROLL-2 costa 29.000 lire epuò essere richiesto alladitta Futura Elettronica,V.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331/576139, fax 0331/ 578200.


mente il transistor PNP T2, il quale asua volta va in conduzione e in interdi-zione, facendo scattare periodicamenteil relè RL1. Il multivibratore opera aduna frequenza che può essere regolatatra circa 0,25 e 1 Hz, e in tal modo per-mette di utilizzare lo scambio del relèper comandare il clacson in modo chequesto suoni a tratti, e non continua-mente: così la segnalazione acusticaprodotta ha maggior effetto.Utilizzando una di quelle piccole sire-ne che si trovano in commercio e pilo-tandola con il relè, si otterrà ancora unsuono a “tratti”, pulsante, che certo nonguasterà in alcun modo. Il relè vieneattivato periodicamente per tutto iltempo in cui il monostabile viene ecci-tato, cioè per circa 40 secondi: questotempo è dovuto ai valori dei compo-nenti della rete di temporizzazioneC2/R5, e può essere variato, abbrevian-dolo o aumentandolo, modificando ilvalore del condensatore, avendo cura dinon andare oltre i 220 µF (che oltretut-to determinerebbero un tempo di più di3 minuti). Altra cosa: la rete formata daR6 e C3 serve a determinare un certoritardo nell’attivazione del dispositivo,ovvero del monostabile di allarme;infatti dando l’alimentazione C3 è ini-zialmente scarico e si carica lentamen-te tramite la R6, in un tempo di circa 20secondi. Per tutto questo tempo il pie-dino 6 della NAND U2b si trova a zerologico e l’uscita (piedino 4) è forzata alivello alto indipendentemente dallostato logico assunto da quella dellaU2a. Insomma la rete R6/C3 serve adare il ritardo di inserzione necessario

affinché ci si possa allontanare dallamoto dopo aver attivato l’antifurto,lasciando che la stessa assuma unaposizione stabile: diversamente, sel’antifurto divenisse attivo subito dopoaverlo acceso il minimo contatto con ilveicolo o i semplici movimenti di asse-stamento sul cavalletto potrebbero farscattare l’allarme. Chiudiamo la descri-zione dello schema con l’interruttore diaccensione S1, che permette di porre intensione il dispositivo, e perciò di atti-vare l’antifurto. Il diodo D4 protegge iltutto nel caso venga inavvertitamentescambiata la polarità dell’alimentazio-

ne. Bene, abbandoniamo anche lo sche-ma elettrico per vedere da vicino laparte certamente più utile: la costruzio-ne e l’installazione dell’antifurto avibrazione.


In questa pagina trovate illustrata latraccia lato rame del circuito stampato(in scala 1:1) sul quale prenderannoposto tutti i componenti, sensore com-preso; seguitela per preparare la baset-ta secondo il metodo a voi più conge-niale. Una volta inciso e forato lo stam-pato, dopo aver procurato i pochi com-ponenti che servono, iniziate il mon-taggio inserendo e saldando le resisten-ze e i diodi, badando alla polarità diquesti ultimi; quindi inserite lo zoccoloper il CD4093, avendo cura di posizio-narlo con la tacca di riferimento orien-tata come mostrato nella disposizionecomponenti visibile in queste pagine:in tal modo avrete già il riferimento perquando inserirete l’integrato. Procedeteinfilando e saldando i trimmer, i con-densatori (attenzione alla polarità diquelli elettrolitici) e poi i due transistor,che vanno posizionati ciascuno comemostra il disegno di montaggio che tro-vate al solito in queste pagine. E’ poi lavolta del relè, di tipo miniatura conscambio da 1 o 2 ampère (tipo TaikoNX) che entra in un solo verso. Il relèdovrà essere da 5 o 6V nel caso voglia-te utilizzare l’antifurto per veicoli conbatteria o impianto a 6 volt, e a 12 Vper l’uso in auto o su moto e scootercon batteria e impianto a 12 volt. Per leconnessioni di alimentazione e perquelle dello scambio del relè consiglia-mo di montare sulla basetta delle appo-site morsettiere a passo 5,08 mm incorrispondenza delle relative piazzole;lo stesso vale per l’interruttore S1 che,in fase di installazione, potrà prendereposto anche lontano dallo stampato.Montate in ultimo il sensore ROLL 2,di cui dovrete saldare i 4 terminalidirettamente al circuito stampato aven-do cura di non surriscaldarli (la puntadel saldatore deve stare su ciascuno pernon più di 6/7 secondi); per la correttainserzione del componente riferitevi alsolito piano di montaggio, tenendocomunque presente che l’angolo smus-sato deve stare alla sinistra dell’elettro-

traccia ramein dimensioni reali

schema dei collegamentiesterni alla

basetta dell’antifurto


litico C5, tenendo in alto il lato nelquale si trova quest’ultimo. Finite lesaldature, inserite il CD4093 nel pro-prio zoccolo avendo cura di far coinci-dere il suo riferimento con quello dellozoccolo stesso, e facendo attenzioneaffinché nessuno dei terminali si pieghisotto il corpo o fuoriesca dai contatti.

NORME PERL’INSTALLAZIONE

Bene, a questo punto il circuito è pron-to per funzionare e per essere installatosul veicolo: nel caso di utilizzo in autoo sulle moto che hanno la batteria (soli-tamente a 12 volt) basta collegare condue fili ben nascosti i punti + e - Vall’impianto elettrico, badando dirispettare la polarità indicata.L’interruttore S1 potrà essere nascostoin un luogo poco visibile, magari sottoil cruscotto (per le auto) o dietro o sottoal sellino delle moto; in ogni caso cir-cuito e interruttore vanno montati inmodo da non influenzare il funziona-mento di eventuali apparecchi del vei-colo, e devono essere isolati quantobasta per evitare contatti accidentalicon la scocca, notoriamente collegataalla massa (negativo) dell’impiantoelettrico. Per comandare il clacson sipuò usare il contatto normalmenteaperto del relè (punti B e C) collegan-do due fili che dai suoi contatti rag-giungono il pulsante dell’avvisatore. Inalternativa, si può collegare uno deipunti B o C al positivo di batteria conuno spezzone di filo, connettendo poi,con un altro filo, il punto restante almorsetto positivo (il contatto non col-legato alla scocca) del clacson.Impiegando una sirena universale biso-gna collegarla come previsto dalcostruttore; comunque, se si tratta di unelemento con alimentazione separataconnettete il contatto di attivazione alrelè, utilizzando i punti A-C o B-C aseconda che sia richiesto il normalmen-te chiuso (NC) o il normalmente aperto(NA). Se invece la sirena è del tipo adue fili, cioè suona appena viene ali-mentata, collegate il positivo di batteriadel veicolo al punto B, quindi portate ilC con un filo al positivo di alimenta-zione della sirena e il negativo di que-st’ultima collegatelo a massa. Ultimanota: quanto detto vale per l’utilizzo inveicoli con impianto a 12 volt, ma

anche a 6 volt, fermo restando che seusate una sirena supplementare questadeve funzionare con la stessa tensionedisponibile; normalmente le sirene uni-versali vanno a 12 volt, quindi il lorouso è consigliato per i veicoli con l’im-pianto elettrico funzionante a tale ten-sione. Per i veicoli a 6 V consigliamo ilcollegamento al clacson. Infine, ricor-diamo che se dovete prelevare l’ali-mentazione positiva per il collegamen-to del clacson o della sirena doveteattaccarvi prima del circuito e non allasua linea positiva: infatti il diodo D4non può reggere che la corrente neces-

saria al circuito, e certo si brucerebbese dovesse alimentare un avvisatoreacustico. Installato l’antifurto potetesubito metterlo alla prova chiudendol’interruttore S1 e mettendo il cursoredel trimmer R1 a metà corsa, in mododa impostare la sensibilità standard.

COLLAUDOE TARATURA

Non dovrebbe accadere nulla per circa20 secondi, trascorsi i quali il dispositi-vo deve sbloccarsi; per fare una provascuotete la moto subito dopo aver chiu-so l’interruttore di accensione, quindiripetete la cosa trascorsi 20÷30 secon-di: nel primo caso non deve accaderealcunché, mentre successivamentedeve entrare in funzione l’avvisatoreacustico che avete collegato, il qualesuonerà discontinuamente per circa30÷40 secondi. Durante questo periodoavrete modo di valutare il suono pro-dotto, e la frequenza di “pulsazione”dell’avvisatore acustico: con il trimmerR10 potrete rallentare o accelerare lacadenza dell’allarme acustico, a vostropiacimento. Per concludere ricordiamoche per allungare il tempo di insensibi-lità del circuito (periodo di inibizionedopo l’attivazione) basta aumentare ilvalore del C3, cercando comunque dinon superare i 47 µF, mentre cambian-do C4 con un altro condensatore divalore maggiore o minore (non supera-re i 4,7 µF... ) si abbassa o si aumentala massima frequenza di pulsazionedella nota acustica prodotta dal clacsono dalla sirena.

il nostro prototipoal termine del montaggio

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CORSO DI ELETTRONICA

DI BASE

Questo Corso di Elettronica, che si articola in più puntate, è rivolto ai lettori alle prime armi,

ovvero a coloro che - pur essendo attratti ed affascinatidal mondo dell’elettronica - hanno una limitata

conoscenza di questa materia. Pur senza trascurare l’esposizione di concetti teorici di base, è nostra

intenzione privilegiare l’aspetto pratico, convinti chesolo un’ immediata verifica “sul campo” possa fare

comprendere al meglio le leggi fondamentali che stannoalla base dell’elettronica. Ci auguriamo che

questo Corso possa essere utile sia a coloro che si interessano a questa materia per hobby sia a quanti

hanno un interesse professionale specifico (studenti di elettronica, tecnici, eccetera). A tutti

auguriamo una proficua lettura.

Nella puntata precedente abbiamo visto cosasono i filtri elettrici, a cosa servono, e come si

dimensionano; ci siamo però fermati a quelli pas-sivi, cioè ai filtri realizzati con componenti qualiresistenze, condensatori e induttanze. In questaseconda puntata vogliamo invece presentare un’al-tra categoria di circuiti filtranti: quelli attivi; inpratica filtri che incorporano un componente asemiconduttore ingrado di amplifi-care il segnaleinevitabilmenteridotto dai tradi-zionali circuitipassivi ancheentro la bandapassante ed incorrispondenzadella frequenza ditaglio. I filtri atti-vi sono normal-mente composti,oltre che dall’elemento amplificatore, da resisten-ze e condensatori: le induttanze sono praticamen-te inutili, dato che oltretutto un condensatore, aseconda di come viene disposto, può dare al cir-cuito la caratteristica di passa-basso o di passa-alto (come abbiamo già visto nella prima puntatadel corso). Il più semplice filtro attivo è quello difig. 1a, realizzato da una cella R/C la cui uscita è

collegata all’ingresso non-invertente di un amplifi-catore operazionale; quest’ultimo ha tipicamenteguadagno unitario in quanto l’ingresso invertenteè direttamente collegato all’uscita. Si tratta di unfiltro passa-basso del primo ordine, la cui frequen-za di taglio si determina con la solita formula:ft=1/6,28xRxC. Il circuito si comporta allo stessomodo di un normale R/C passivo, con il vantaggio

che l’operaziona-le collegato allasua uscita funzio-na da adattatoredi impedenza epermette di otte-nere dal filtrosempre lo stessocomportamento,indipendentemen-te dall’impedenzadel carico o delcircuito che pre-cede il filtro. In

pratica, in questo tipo di filtro, al contrario di quel-li passivi, il calcolo delle caratteristiche del filtropuò essere fatto senza tenere conto dell’impedenzadel carico di uscita. L’operazionale presenta unaresistenza d’ingresso teoricamente infinita, ed unadi uscita particolarmente ridotta, quindi permettedi applicare il filtro prima di circuiti con impeden-za di ingresso anche di 200 ohm. Tenete presente

a cura della RedazioneSeconda puntata

I FILTRI

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fig. 1a

che in un filtro R/C la resistenza determina comun-que caduta di tensione in funzione della resistenzad’ingresso del circuito a cui viene applicato, e l’e-ventuale presenza di componenti reattivi a taleingresso falserebbe la frequenza di taglio e la fase:quindi il collegamento in cascata di più celledarebbe in pratica risultati diversi da quelli teori-camente attendibili. Tutto ciò viene aggirato inse-rendo un operazionale tra il filtro R-C ed i circuitiche lo seguono: tra l’altro, la bassissima impeden-za di uscita degli operazionali evita la formazionidi filtri passa-basso parassiti dovuti, ad esempio,alla capacità di ingresso dei circuiti a cui i filtrivanno collegati. Per realizzare un passa-alto bastasostituire la cella R/C con una C/R come eviden-ziato in figura 1b. Sempre usando come elementoattivo l’operazionale si può realizzare un filtro delsecondo ordine in base allo schema di fig. 2: sitratta in questo caso di una particolare configura-zione che vede un componente della prima cella

filtrante connesso all’uscita dell’operazionale, efunzionante quindi da elemento di retroazione.Questo particolare filtro ha la caratteristica di pre-sentare guadagno unitario in tensione, ovveroentro la propria banda passante non attenua comei filtri passivi; lo fa solamente fuori banda, ovverooltre la frequenza di taglio.L’operazionale quindi compensa la perdita disegnale nel filtro, amplificando di quanto basta latensione che giunge al proprio ingresso invertente;ovviamente fa anche da adattatore di impedenzatra l’uscita dei bipoli R-C e l’ingresso dei disposi-tivi a cui andranno collegati. Una particolarità diquesto genere di filtro è che in esso le 2 celle R/Cnon sono realizzare con componenti uguali: piùprecisamente, per il buon funzionamento del tuttooccorre che uno dei componenti della prima cellaabbia valore doppio rispetto al corrispondentedella seconda, se trattasi di filtro passa-basso(R/C); è invece necessario che sia di valore dimez-

fig. 2

fig. 1b

fig. 3

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fig. 4

fig. 6

zato qualora il filtro sia del tipo passa-alto. Larelazione che permette di calcolare i valori deicomponenti in funzione della frequenza di tagliovoluta è identica per il circuito passa-basso e peril passa-alto, ed è la seguente:

ft = 1/17,8xRxC.

Tuttavia va osservato che R e C sono i valori deicomponenti della seconda cella, ovvero di quellacollegata all’ingresso non-invertente dell’opera-zionale. In pratica nel caso del circuito di fig. 2,nel quale con la formula appena scritta abbiamodeterminato una resistenza da 27 Kohm ed un con-densatore da 470 pF, nella cella precedente possia-mo avere una resistenza di ugual valore ed un con-densatore da 940 pF (1nF è il valore normalizza-to più prossimo) oppure 54 Kohm (56 Kohm...) diresistenza ed un condensatore da 470 pF. Nel caso il filtro sia un passa-alto (fig. 3) la situa-

zione è ribaltata: nella prima cella dobbiamo avereuna resistenza o un condensatore di valore dimez-zato: quindi R da 13,5 Kohm e C da 470 pF, oppu-re R da 27 Kohm e C da 235 pF. Per avere i filtriche utilizzano componenti di ugual valore bisognaricorrere ad un’altra circuitazione, quella di fig. 4;in essa l’amplificatore operazionale ha guadagnoin tensione diverso da 1, più precisamente uguale a1,4 volte: ciò per il semplice fatto che in corri-spondenza della frequenza di taglio non vi è l’am-plificazione dovuta, nello schema precedente, allamaggior capacità del primo condensatore (o alminor valore della prima resistenza nel caso delC/R) perciò occorre compensare l’attenuazioneelevando lievemente (+4dB) il guadagno dell’ope-razionale. Entrambi i filtri del secondo ordineappena visti determinano un passaggio piatto dallabanda passante all’attenuazione oltre la frequenzadi taglio, e determinano in pratica quello che ènoto come l’allineamento di Butterworth; entrambi

fig. 5

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fig. 7

attenuano, oltre la ft, di 40 dB/decade (12 dB/otta-va). Finora abbiamo visto i circuiti del secondoordine, con i quali possiamo ricavare filtri di ordi-ne multiplo: ad esempio del quarto; per farlo cibasta connettere in cascata due filtri attivi delsecond’ordine, sia a componenti uguali che deltipo di fig. 2.

FILTRI ATTIVICOMPLESSI

Nei collegamenti l’operazionale permette di sepa-rare un filtro da quello che segue, adattando l’im-pedenza di uscita ed assicurando il perfetto fun-zionamento di ciascuno dei due, ed evitando inter-ferenze tra i componenti passivi del primo e quellidel circuito che segue. Un tipico filtro attivo di 4° ordine è quello illustra-to dalla figura 6, che nel nostro caso è un passa-basso: il circuito attenua tutti i segnali di frequen-za maggiore di quella di taglio con andamento(pendenza) di 80 dB/decade, ovvero 24 dB perogni raddoppio della frequenza; in pratica se ilsegnale a 10 KHz è a 0 dB, a 20 KHz è attenuatodi 24 dB, a 40 KHz è attenuato di 48 dB, a 80 KHzviene abbassato a -72 dB, ecc. L’allineamentodella curva di risposta in frequenza in prossimitàdella ft è analogo a quello del filtro del secondoordine, cioè del tipo di Butterworth. In figura 7 èillustrato un tipico filtro del 4° ordine a compo-nenti uguali, però di tipo passa-alto. Il calcolo della frequenza di taglio si fa con la for-mula già vista per il filtro attivo del secondo ordi-

ne: è quindi evidente che entrambi i circuiti devo-no essere identici e devono avere la medesima fre-quenza di taglio, altrimenti si hanno soltanto duefiltri da 40 dB/decade in cascata e non un solo fil-tro a 80 dB/decade.Naturalmente impiegando opportunamente i filtriattivi che abbiamo descritto si possono realizzarecircuiti passa-banda, capaci cioè di lasciar passa-re inalterati i segnali entro due valori di frequenza(taglio inferiore e superiore) attenuando gli altri,ovvero quelli a frequenza minore e maggiore.

FILTRI ATTIVIPASSA-BANDA

Un buon circuito passa-banda si può realizzareconnettendo in cascata due filtri attivi del secondoordine (come illustrato dalla figura 8) di qualun-que tipo essi siano, purché uno sia passa-basso eduno passa-alto; anche in questo caso vale però laregola che la frequenza di taglio del passa-altodeve essere minore o tutt’al più uguale a quella delpassa-basso, perché diversamente il circuito nonlascia passare alcun segnale.La larghezza della banda che può transitare attra-verso il filtro è determinata dalla differenza tra lafrequenza di taglio maggiore (che deve esserequella del passa-basso) e quella inferiore (quelladel passa-alto). In pratica se imponiamo che il fil-tro attivo passa-alto tagli a 1000 Hz e quello passabasso abbia una ft di 10 KHz, la larghezza dibanda è: B=10-1 KHz= 9 KHz.Quindi il circuito attenua tutti i segnali la cui fre-

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fig. 8

quenza sia minore di 1000 Hz (a ciò provvede ilpassa-alto) e maggiore di 10000 Hz (a ciò pensainvece il filtro passa-basso) lasciando transitareinalterati i segnali tra 1 e 10 KHz. Le frequenze aldi fuori della banda passante vengono attenuatecon pendenza di 40 dB/decade.Per realizzare filtri attivi del tipo elimina-bandabisogna considerare che non è conveniente con-nettere in parallelo un passa-basso ed un passa-alto, dato che non si possono cortocircuitare leuscite di due amplificatori, siano essi operaziona-li o d’altro genere. Quindi occorre realizzare unarete passiva elimina-banda, opportunamente con-nessa agli ingressi e all’uscita di un unico ampli-ficatore, ad esempio di un operazionale: è il casoesposto dalla figura 5, nella quale vediamo comesi realizza un filtro notch attivo.Il circuito evidentemente attenua i segnali la cuifrequenza è ristretta entro un certo campo, lascian-do transitare quelli a frequenza differente; si trat-ta in pratica di un circuito a doppia T collegatoall’ingresso invertente ed inserito nella rete diretroazione dell’operazionale.Un esempio di filtro elimina-banda, anche se unpo’ particolare, è il ponte di Baxendall, usatoinsieme ad amplificatori invertenti (spesso e volen-tieri operazionali) per realizzare i controlli di tonodegli apparecchi audio e hi-fi. Ma esistono altricasi in cui si utilizzano convenientemente i filtrielimina-banda ricavati dallo schema di fig. 5.Per elevare la selettività di questo tipo di circuito sipuò ricorrere a particolari circuitazioni qualequella di fig. 9, che ci mostra uno schema di filtro

attivo elimina-banda con bootstrap: senza adden-trarci in calcoli e spiegazioni complesse diciamoche il circuito in questione permette teoricamentedi ottenere un filtro accordato ad una sola frequen-za, e quindi capace di eliminare una banda ristret-ta ad una sola frequenza.Un circuito del genere è l’ideale per realizzare cir-cuiti come ad esempio il misuratore di distorsionearmonica: sappiamo che la THD (Total HarmonicDistortion, cioè distorsione armonica totale) è ladeformazione di un segnale, ad esempio sinusoida-le, operata dalle proprie armoniche pari e dispari.Per chiarire meglio la cosa precisiamo che learmoniche sono onde di pari forma ma di frequen-za multipla, e di ampiezza progressivamentedecrescente: in pratica se abbiamo un segnale a 1KHz, la seconda armonica è un segnale simile,però di frequenza doppia (2000 Hz) ed ampiezzadimezzata; la terza armonica è un segnale di pariforma ma di ampiezza uguale ad 1/3 del segnaleoriginale e frequenza triplicata, ovvero 3 KHz. Ecosì via.La distorsione armonica totale è espressa in per-centuale ed è data dal rapporto tra l’ampiezzacomplessiva dovuta alle armoniche e quella delsegnale che da esso viene “sporcato”; per poterlacalcolare occorre quindi conoscere l’ampiezza ditali armoniche, perché quella del segnale, che sivede con qualsiasi voltmetro e oscilloscopio, èsempre nota.Il sistema più semplice per determinare l’ampiezzadelle armoniche consiste nel realizzare un misura-tore di tensione alternata preceduto da un filtro eli-

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mina-banda a frequenza regolabile: il filtro deveeliminare possibilmente la sola frequenza fonda-mentale, ovvero quella del segnale su cui bisognamisurare la distorsione, perciò deve avere un altis-simo fattore di merito. Per questo motivo si ricor-re ad un circuito attivo con bootstrapping, del tipodi quello illustrato in figura 9 nel quale vengonoutilizzati due operazionali nei quali l’ingressoinvertente è collegato direttamente con l’uscita.Nel semplice circuito proposto nella fig. 10 abbia-mo un esempio pratico di misuratore di distorsio-ne: il segnale da esaminare si applica ai punti In,mentre ai capi del condensatore da 10 nF

fig. 10

fig. 9

(Output...) posto in serie alla resistenza da 1,6Kohm si preleva il segnale da mandare ad un volt-metro: accordando il filtro alla frequenza delsegnale di ingresso, troveremo all’uscita del circui-to solo il segnale dovuto alla somma delle armoni-che, segnale la cui ampiezza può essere facilmenteletta con un voltmetro analogico o digitale. Bene,con questa applicazione concludiamo la nostralezione sui filtri: certo non abbiamo visto tutti quel-li possibili o tutte le loro varianti, ma dovremmoaver dato almeno un’idea di cosa sono e come siusano. Ricordiamo che la prima puntata del corsoè stata presentata sul numero 18 di Elettronica In.

Sono tanti, sono tantissimi ormai: la rivoluzioneinformatica avanza a passi da gigante e i suoi “sol-

dati” hanno invaso ormai quasi tutti i campi della vitaquotidiana, in casa, nella scuola e sul lavoro; e comeprevedibile un drappello di questi pacifici“invasori” marcia ormai deciso e indisturbatoanche verso il mondo dell’elettronica, tra-volgendo i vecchi schemi, i metodi piùusati e ovviamente le tecniche di lavoro.Non si salvano più neanche i Data-Book, i preziosi cataloghi indispensabi-li ai progettisti, che raccolgono le infor-mazioni tecniche e tutti i parametrinecessari per utilizzare i vari compo-nenti. Come dice il termine, i Data-Book sono appunto i libri dei dati,quindi veri e propri libretti e libroni,spesso introvabili e costosi, tanto cheper avere la libreria completadi una Casa, ad esem-pio la National,bisognava girareda un postoall’altro, nonchéspendere un belpo’ di soldi. Da qual-che tempo, per la gioia degliscaffali e delle nostretasche sono invecedisponibili Data-Book in versionecompatta: precisa-mente su CD-

ROM. Approfittando della massiccia diffusione delPersonal Computer nelle case, ma soprattutto negli uffi-ci delle grosse Aziende come di quelle più piccole, i

costruttori di semiconduttori hannoiniziato a trasferire su disco ottico

(Compact Disc) la loro docu-mentazione, dando vita ai

cosiddetti CD-Book, o Data-CD. I vantaggi rispetto aitradizionali libri sonoinnumerevoli, e tali dadeterminare in futuro latotale conversione alladocumentazione su sup-porto magnetico oppureottico, quale appunto ilCD: innanzitutto l’in-

gombro è particolarmenteridotto, tanto che un’interae voluminosa libreria può

stare in un solo CD-ROM deldiametro di circa 12 cm, e quin-

di può essere trasportata da unluogo all’altro tenendola tranquil-

lamente in una tasca! E poi il CD èrobusto: non si strappano i fogli,

non richiede tavoli e scriva-nie per fare le ricer-

che, e costa moltomeno: un Data-CDche contiene tutti iData-Book di unaCasa (es. la SGS-

NUOVE FRONTIERE


LA RIVOLUZIONEDEI DATA-CD

I Data-Book, i preziosi cataloghi indispensabili ai progettisti, stanno per essere sostituiti dai Data-CD. Molte Case hanno già reso disponibili i propricataloghi su CD-ROM: ecco una breve panoramica dei prodotti disponibili.

a cura della Redazione


Semiconductors, Microchip, TexasInstruments, Sony, Analog Device,Linear Technology, Integrated DeviceTecnology, Cypress. Negli ultimitempi abbiamo avuto modo di esamina-re i CD delle case elencate, e li abbia-mo trovati più o meno tutti interessantie pratici; con quel minimo di esperien-za che ci siamo fatti possiamo riassu-mere per ciascuno le principali caratte-ristiche. Prima di elencarli uno ad unodobbiamo dire che il programma “viso-re”, ovvero l’Adobe Acrobat Reader,viene installato automaticamente clic-cando con il mouse su “setup.exe”: vanotato che installando un nuovo CDche contiene Acrobat Reader non ènecessario procedere alla sostituzionedi quello precedentemente caricato,poiché solitamente si tratta sempredella stessa versione. Fanno eccezioneAnalog Device, Linear Technology,Sony e Texas Instruments, che utilizza-no programmi propri per l’accesso, laricerca e la visualizzazione dei file. Inogni caso è possibile, tramite appositi“bottoni” a video, ingrandire le imma-gini (Zoom in) ridurle (Zoom out)vederle a piena pagina, spostarle con ilpuntatore, oltre che stampare i singoliData-Sheet mediante l’opzione distampa (Print o Print Menù).Un’apposito menù di stampa, associatoa tutti i CD, permette di configurarequalsiasi stampante, dalla semplice 9aghi alla più sofisticata laser (tramiteemulazione HP Laserjet+). Per la con-sultazione di tutti i CD occorre avereun PC basato su processore 80386-DXo superiore con almeno 8 MB di RAM,una scheda grafica VGA a 256 colori(da 512 KB o 1 MB di memoria) e unadecina di MB di spazio libero sul-l’hard-disk, e ovviamente MS-Windows 3.1 o superiore, quindi ancheWindows Workgroup, Win ‘95, WinNT, ecc.

SGS-THOMSON

La documentazione su un unico CD-ROM (oltre 630 MB di software) rac-coglie tutta la produzione della Casaitalo-francese, cioè componenti discre-ti e integrati lineari e digitali, circuitiper radio e TV, computer, moduli dipotenza, DC/DC ed altro ancora.L’accesso ai dati si ottiene tramiteAcrobat Reader, con il quale è possibi-

Thomson) costa intorno alle 25milalire, mentre con questa cifra ci si pagaun solo libro; davvero un bel rispar-mio! Certo, consultare la documenta-zione su CD-ROM non è intuitivocome sfogliare un libro vero e proprio,tuttavia è relativamente semplice perchi sa usare il Personal Computer e simuove bene in ambiente MS-Windows.In ogni caso, grazie ad un programma“consultatore”, integrato in ogni CD-Book, la ricerca delle caratteristiche di

un componente risulta semplice eimmediata anche ai meno esperti diPC. Gran parte della documentazioneutilizza il notissimo Acrobat Readerper accedere alle informazioni stipatenei vari file, mentre qualche eccezione(Texas Instruments) ricorre a proprisoftware di visione e ricerca delleimmagini. Attualmente numerose Casehanno già reso disponibili i propri cata-loghi e Data-Book su CD-ROM: SGS-Thomson, Siemens, National

Sopra, il menù di ricerca principale del CD della Microchip. Sotto, la videata introduttiva del doppio CD della National Semiconductors.


le vedere i singoli Data-Sheet, l’indicealfanumerico e quello per contenuti,oltre che cercare un componente par-tendo dalla sua iniziale o dalla sigla.

NATIONAL SEMICONDUCTORS

Questa Casa propone due CD-ROM inunica confezione, che raggruppanol’intera produzione di componentidiscreti ed integrati, lineari e digitali,per audio, TV, conversione A/D e D/A,strumenti di misura. Nella documenta-zione trovano posto numerose noteapplicative (Handbook) di vari integra-ti. Anche National affida la visione delmateriale ad Acrobat Reader.

SIEMENS

Unico CD anche per il Data-BookSiemens, che però ci sembra un po’povero: raggruppa infatti gli integratiper uso Radio-TV, satellite, alcunicomponenti speciali (automotive, ali-mentatori AC/DC e DC/DC...) oltre amemorie e microcomputer, quindimolto ma non tutta la produzione dellaCasa. Come i precedenti, questodischetto prevede l’utilizzo di AcrobatReader per vedere tabelle e grafici, eper stampare i singoli fogli dati.

MICROCHIP

Il disco contiene l’intera produzione diintegrati digitali, microcontrollori(serie PIC) e memorie EEPROM, det-tagliati con tutti i Data-Sheet (semprevisibili con Acrobat Reader) in cui sitrovano le caratteristiche, le istruzionid’uso, i grafici. La cosa decisamenteinteressante di questo CD-Book è checontiene i listati di numerosi program-mi applicativi per i microcontrollerdelle serie PIC16/17. Utilizzando que-sto CD è possibile scaricare sul compu-ter direttamente i file contenenti i lista-ti software, o scrivere, assemblare etestare un programma per micro; perl’emulazione e la programmazione deichip occorre disporre della scheda diprogrammazione Microchip.

CYPRESS

Raccolta su unico CD-ROM si troval’intera documentazione dei prodotti

della Casa, specializzata in memorie,componenti per comunicazione digita-le e PLD (Programmable LogicDevices) ovvero dispositivi a logicaprogrammabile. Anche i Data-SheetCypress possono essere visti e stampa-ti con il solito Acrobat Reader.

LINEAR TECHNOLOGY

In un CD tutta la produzione della LT,specializzata in componenti per appli-

cazioni lineari: amplificatori operazio-nali di precisione e per strumentazione,conversione A/D e D/A, acquisizionedati, Sample & Hold, filtri e dispositividi interfaccia, ed altro ancora. Il tutto èaccessibile tramite un programma spe-cifico adottato per questo software checonsente la ricerca veloce di ogni infor-mazione mediante i soliti menù e “bot-toni” a video. Tramite Type Manager èpossibile accedere anche alle noteapplicative, presenti per numerosi inte-

Sopra, videata del “motore” di ricerca InfoNavigator del CD TexasInstruments. Sotto, il menù di ricerca LinearView della Linear Technology.


grati, e ad una aggiornatissima versio-ne del Linear Technology’s DesignSoftware (CAD).

ANALOG DEVICES

La produzione di questa Casa com-prende: operazionali di precisione,Instrumentation Amplifier, e compo-nenti per acquisizione dati e conversio-

ne D/A e A/D; tutto è raccolto in un CDdi facile consultazione, ed il materialesi può scorrere utilizzando un evolutoprogramma di ricerca.

TEXAS INSTRUMENTS

Questa Casa propone due diversi CD,un primo dedicato ai componenti logi-ci e l’altro ai soli integrati analogici. I

due CD propongono la documentazio-ne così come la si troverebbe nei Data-Book di carta: tutti i componenti sonodescritti con parametri, caratteristiched’uso, tabelle per il dimensionamento,ed applicazioni. Il materiale si consul-ta con un programma apposito realizza-to dalla Casa: Ti InfoNavigator, checonsente l’accesso alle informazioniper indice o per sigla.

SONY

Tutta la documentazione dei prodottispecifici per audio e video: elaboratorid’immagine, CCD, memorie, circuitivideo e audio Hi-Fi, ed altro ancora; isofisticati prodotti che equipaggiano lecelebri videocamere e i TV Sony adisposizione in un CD-ROM che illu-stra, per ogni singolo componente, pie-dinature, schemi applicativi, grafici etabelle. Le informazioni si consultanotramite una guida interattiva specifica-mente realizzata per questo CD-Book,ed è possibile altresì la stampa dei sin-goli Data-Sheet. A questi CD, giàdisponibili sul mercato, si stannoaggiungendo, in rapida successione, iprodotti di altre importanti Case. Traqueste segnaliamo la Temic(Telefunken) la californiana IDT, laMaxim, la Philips, la Sharp, la Toshiba,l’Hitachi e altre ancora. Per il momen-to manca all’appello la Motorola, ma èsolo questione di mesi...

I CD-ROM, grazie alla loro elevatacapacità di immagazzinare dati sottoforma di testo o di immagini, trovano

sempre più spazi di mercato. Adesempio, è da poco disponibile un

CD contenete tutti i numeri di telefono d’Italia in un formato facilissimo da consultare e con

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Il CD della Temic contiene oltre alla documentazione completa dei semiconduttori prodotti dalla Casa anche molte note applicative.

Per realizzare un buon impianto elettrico ad energiasolare non basta il semplice pannello e l’eventuale

regolatore di tensione, ma occorre necessariamentedisporre di unao più batterieche possanoa c c u m u l a r eenergia nelle orediurne per poirestituirla quan-do fa buio;d iversamentegli utilizzatoripossono funzio-nare soltanto inpresenza dellaluce del sole. Lagran parte deidispositivi ali-mentati con cellesolari deve poterfunzionare indipendentementedalla presenza o dall’assenza dellaluce del sole, quindi la batteria èsicuramente necessaria per dare corrente quando non ladà più il pannello. Ma non solo; spesso le batterie ser-vono anche per un motivo un po’ meno intuibile ma

ineccepibile: potendo immagazzinare una certa quan-tità di elettricità, più o meno grande a seconda del tipo,possono erogare correnti ben più elevate di quanta se ne

possa chiedere allecelle solari, pur

essendo carica-te sempre daqueste ultime.Volendo fare unesempio, un pan-nello solare ingrado di erogare 1A di corrente nonpuò, da solo, ali-mentare un disposi-tivo che assorbe 2ampère; però, se ilpannello viene utiliz-zato per caricare unabatteria che può for-nire in scarica 2, 3ampère o più, il pro-blema è risolto: il

pannello carica la batteria che, quando serve,alimenta l’utilizzatore. Chiaramente in questo caso èimpensabile che il carico funzioni a regime continuo,dato che la corrente fornita dal pannello solare è mino-

ENERGIE ALTERNATIVE


REGOLATOREDI CARICA PER

PANNELLI SOLARICollegato fra il pannello e le batterie consente di limitare l’afflusso di

corrente in queste ultime quando si sono caricate a sufficienza: interrompeinvece il collegamento con l’utilizzatore quando la batteria è scarica o

quando la tensione è troppo bassa. Il circuito è in grado dilavorare con correnti massime di 15 A.

di Angelo Vignati


schema elettrico

re di quella che esso richiede; per laprecisione, l’utilizzatore può essere ali-mentato per un periodo di tempo rap-portato alla quantità di corrente datanello stesso periodo dal pannello sola-re. Riprendendo l’esempio fatto in pre-cedenza, se il pannello può erogare 1 Aed il carico richiede 2 ampère, ammet-tendo che la batteria possa essere cari-cata per 10 ore al giorno, il carico potràfunzionare per poco meno di 5 ore,salvo eccezioni. Conti a parte, pergestire un impianto ad energia solare eper fare in modo che questo possa cari-care la batteria con una corrente pres-soché costante, interrompendo la cor-rente stessa quando la batteria è a pienacarica, bisogna disporre di un partico-lare regolatore che solitamente è allostato solido: un circuito elettronico deltipo di quello proposto in questo artico-lo. Il nostro, oltre a regolare la caricadella batteria sospendendola quando siarriva al valore limite, permette digestire il carico, collegandolo quandola tensione della batteria è sufficiente atenerlo in funzione, e scollegandoloquando invece la tensione di batteria ètroppo bassa. Insomma, il nostro rego-latore di carica è un completo gestoredel funzionamento di un impianto acelle solari, e può lavorare controllandocarichi la cui corrente complessiva nonsuperi i 15A. Ma vediamo bene di cosa

si tratta analizzando il circuito elettricovisibile in queste pagine: il regolatore èin sostanza un partitore di corrente rea-lizzato con l’ausilio di un circuitoPWM e di un mosfet che assorbe laparte di corrente in eccesso; il tutto ècompletato da un comparatore che per-mette di connettere e disconnettere l’u-tilizzatore dalla batteria in funzionedello stato di carica di quest’ultima. Ilpannello solare si collega ai punti mar-cati “MODULO”, secondo la polaritàindicata nello schema, e alimenta l’in-tero circuito; il transistor T3, polarizza-to in base con la tensione ricavata dal

diodo Zener DZ1, funziona da regola-tore e permette di ricavare 12 volt benstabilizzati, disponibili tra il suo emet-titore e massa, ovvero ai capi del con-densatore di filtro C6. La tensione rica-vata dal T3 è costante e indipendentedal valore di quella applicata al circui-to, il che permette di ottenere in praticail funzionamento ottimale con pannellisolari che forniscono tensioni compre-se fra 12 e 24 volt. Il regolatore per-mette quindi di alimentare con una ten-sione stabilizzata tutta la parte del cir-cuito che deve provvedere al rileva-mento dello stato di carica della batte-ria. Poiché il dispositivo è composto dadue parti principali studiamo ciascunadi queste separatamente, iniziando conquella che controlla la corrente di cari-ca. Questa sezione fa capo ai tre opera-zionali U1a, U1b e U1c: quest’ultimofunziona da buffer non-invertente e tra-sferisce al piedino 12 dell’U1a una ten-sione proporzionale a quella presente aicapi della batteria: quanto più è altatale tensione, tanto maggiore è il poten-ziale applicato al piedino 12 dell’U1, eviceversa. L’operazionale U1b funzio-na nella configurazione da multivibra-tore astabile (ovvero fa da generatore dionda quadra) leggermente modificataperché lavora a tensione singola, quin-di richiede metà del potenziale di ali-mentazione sul piedino non-invertente

Pin-out e schema interno dei mosfet BUZ11 (a sinistra) e

STH75N06 (a destra).


CARATTERISTICHE TECNICHE

Tensione di ingresso (pannellosolare) di 12 ÷ 28 V;

Massima corrente di ingresso (pannello solare) di 15 A;

Corrente massima in uscita (carico) di 25 A;

Assorbimento massimo delcircuito di controllo 20 mA.

La corrente di ingresso è quella mas-sima di cortocircuito del regolatoreshunt, mentre quella di uscita non è

altro che la corrente commutabile dalcircuito in generale, ma soprattutto

dal mosfet T2: è insomma la correntefornibile al carico.

l’uscita di tale comparatore assume illivello alto (impulso positivo) mentrequando la stessa supera il valore delpotenziale dell’uscita di U1c il piedino14 si trova a circa zero volt. Gli impul-si rettangolari prodotti dall’U1a vengo-no applicati al gate del mosfet T1, cheva in conduzione, cortocircuitando ilpannello solare, ogni volta che il piedi-no 14 assume il livello alto; gli stessiimpulsi fanno lampeggiare il LEDLD1, che apparirà tanto più illuminatoquanto maggiore sarà la loro larghezza.Poiché abbiamo visto che gli impulsisono larghi, se la batteria ha una ten-

(il 3). Del generatore a noi interessaperò un altro segnale, cioè quello diforma d’onda pressoché triangolareprodotto ai capi del condensatore C1, edovuto ai cicli di carica e scarica dellostesso determinati dalla commutazioneall’uscita dell’operazionale: C1 si cari-ca ogni volta che al piedino 1 è presen-te il livello alto, mentre si scarica quan-do tale piedino assume il livello basso.La tensione triangolare viene inviata alpiedino 13 dell’U1a, il quale funzionada comparatore e fa il confronto traquesta ed il potenziale portato dall’u-scita dell’U1c (direttamente proporzio-nale a quello della batteria). Il risultatodel confronto è una serie di impulsi ret-tangolari, di ampiezza direttamenteproporzionale al valore della tensionedi batteria. In pratica tanto più è alta latensione presentata ai capi della batte-ria in carica, tanto maggiore è la lar-ghezza degli impulsi prodotti dal com-paratore U1a, e viceversa. Per capire dadove nascono gli impulsi ci basta pen-sare che l’uscita del comparatore (pie-dino 14) è a livello alto quando il pie-dino 12 è a potenziale maggiore del 13,mentre è a circa zero volt nella situa-zione opposta, cioè quando il piedino13 è a potenziale maggiore del 12.Quindi, fino a che la tensione triango-lare localizzata sul C1 è minore diquella applicata al piedino 12 dell’U1a

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sione alta (ovvero è abbastanza carica)e sono più stretti se la stessa tensione èbassa (cioè la batteria è scarica) lamaggiore o minore illuminazione diLD1 indica lo stato di carica degli ele-menti collegati alla BATTERIA (punti+ e -): in sostanza, più è luminoso ilLED, più è carica la batteria, e vicever-sa. Seguendo lo stesso principio notia-mo che più si carica la batteria, mag-giore è la durata di ogni stato di condu-

zione del mosfet, e viceversa: perciòman mano che la batteria si carica, ilT1 conduce per un periodo di temposempre maggiore, fino ad andare com-pletamente in conduzione restandovi;quindi più la batteria si carica, maggio-re è la corrente che viene sottratta dalmosfet al resto del circuito. E’ questo ilprincipio di funzionamento del regola-tore di tipo “shunt”, che per limitare lacorrente nel carico (in questo caso la

batteria...) la fa assorbire ad un caricofittizio (il mosfet T1). Va notato peròche il mosfet non deve andare costante-mente in conduzione, non solo permotivi legati alla dissipazione dellapotenza che assorbe, bensì perché devesempre scorrere un minimo di correntedi mantenimento dal pannello alla bat-teria, anche quando la carica di que-st’ultima è da ritenersi conclusa. A talescopo R10 va registrato in modo da

COMPONENTI

R1 = 10 OhmR2 = 4,7 KohmR3 = 22 KohmR4 = 100 KohmR5 = 100 KohmR6 = 100 KohmR7 = 100 KohmR8 = 27 KohmR9 = 27 KohmR10 = 470 Kohm trimmer vert.R11 = 2,2 MohmR12 = 10 KohmR13 = 27 KohmR14 = 470 Kohm trimmer vert.R15 = 39 KohmR16 = 100 KohmR17 = 10 OhmR18 = 4,7 KohmC1 = 1.000 pF ceramicoC2 = 2,2 µF 50 VL elettr.C3 = 100 nF multistratoC4 = 2,2 µF 50 VL elettr.C5 = 1.000 µF 25 VL elettr.C6 = 22 µF 50 VL elettr.D1 = BYW80D2 = BYW80DZ1 = 9,1 V 0,5 W Diodo ZenerDZ2 = 5,6 V 0,5 W Diodo ZenerLD1 = Led rosso 5 mmLD2 = Led rosso 5 mmT1 = BUZ11T2 = STH75N06T3 = BC547BU1 = LM324Varie:- c.s. cod. H028;- zoccolo 7+7 pin;- set isolamento (4);- dissipatore 2°C/W.


ottenere dall’uscita del comparatoreU1a degli impulsi, sia pure molto lar-ghi, anche a batteria completamentecarica (per batterie da 12V la regola-zione va fatta a 13,5 o 14V, mentre perquelle da 24V ad un valore compresotra 26 e 27V) e non un livello altocostante. Bene, quanto detto concludela descrizione del funzionamento dellaparte di circuito che gestisce la carica(ad impulsi) della batteria, ovvero ilregolatore di carica vero e proprio.Vediamo adesso la seconda parte, cioèl’automatismo che consente di staccareil carico quando la batteria è scarica, edi ricollegarlo quando si è caricata asufficienza; il tutto fa capo al sempliceoperazionale U1d, collegato comecomparatore di tensione non-inverten-te. Questo confronta la tensione dellabatteria con quella di riferimento appli-cata al proprio ingresso invertente (pie-dino 6) che è poi la stessa che polariz-za il piedino 9 dell’U1c (in pratica,circa metà della tensione d’alimenta-

zione fornita dal T3); tale tensione èstabilizzata dal diodo Zener DZ2.Regolando opportunamente il trimmerR14 il comparatore assume il livellobasso in uscita quando la tensione dellabatteria è troppo bassa (ad esempiominore di 10 volt) e il livello alto nellasituazione opposta, ovvero quando labatteria è carica e presenta ai propricapi almeno 10÷11 volt; nel primo casoil mosfet T2 è interdetto, mentre con-

duce nel secondo caso. Pertanto vedia-mo che quando la tensione della batte-ria è sufficientemente alta il potenzialedel piedino 5 dell’U1d è maggiore diquello applicato al 6, e il 7 si trova alivello alto e polarizza il gate del T2mandandolo in conduzione: il drain diquest’ultimo lascia quindi passare lacorrente dal carico a massa.Data la sua ridotta resistenza (Rdson)in stato di conduzione, dell’ordine diun decimo di ohm, il mosfet si compor-ta da interruttore statico, e mette sottotensione il carico ogni volta che l’usci-ta del comparatore U1d si trova a livel-lo alto, cioè connette il carico al circui-to della batteria quando quest’ultima ècarica abbastanza da poterlo alimentarea dovere. La tensione alla quale si puòritenere sufficientemente carica la bat-teria viene impostata con il trimmerR14: portando verso massa il cursore diquest’ultimo occorre una tensione piùalta (per far collegare il carico) di quel-la necessaria se si porta il cursore stes-

so più verso R13 e C4. Notate infinel’ultimo LED, LD2, che si accendequando il circuito di protezione è inter-venuto, ovvero quando è stato staccatoil carico. Il diodo D2 serve invece aproteggere il nostro dispositivo daeventuali sovratensioni o picchi di ten-sione inversa che possono verificarsicommutando carichi induttivi quali imotori elettrici o apparecchi con fortiinduttanze di filtro. Bene, lasciamo

adesso lo schema elettrico perché rite-niamo di aver spiegato a sufficienza ilfunzionamento del circuito; vediamoinvece la parte pratica, cioè come lo sirealizza. In queste pagine trovate illu-strata una traccia lato rame a grandezzanaturale: seguitela per realizzare labasetta sulla quale, poi, prenderannoposto tutti i componenti. Inciso e fora-to lo stampato montate su di esso leresistenze e i diodi, lasciando momen-taneamente da parte D1 e D2; nell’in-serire i diodi Zener rammentate che ilterminale vicino alla fascetta colorata èil catodo. Infilate e saldate lo zoccolo a14 piedini per il quadruplo operaziona-le, quindi i due trimmer verticali, e iltransistor T3, ricordando di orientarequest’ultimo (il suo lato piatto devestare rivolto allo zoccolo) come indica-to nella disposizione componenti visi-bile in queste pagine. E’ poi la volta deicondensatori, dando la precedenza aquelli non polarizzati e rispettando lapolarità indicata per gli elettrolitici;

infine si possono montare i due mosfete i diodi di potenza D1 e D2, che vannodisposti in piedi, con la parte metallicarivolta all’esterno dello stampato, inmodo tale che abbiano tutti il foro difissaggio alla stessa altezza. Fatto ciòbisogna procurarsi un dissipatore dicalore avente 2 °C/W (al massimo) diresistenza termica, forarlo in modo daospitare le viti dei mosfet e dei diodi dipotenza, quindi spalmare di pasta al


PER IL MATERIALE

Il regolatore di carica è disponibile in scatola di montaggio (cod.FT184) al prezzo di Lire 75.000. Il kit comprende tutti i compo-nenti, le minuterie, il circuito stampato e il dissipatore. Il materia-le va richiesto a: Futura Elettronica, Viale Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI) tel 0331/576139 fax 0331/578200.

silicone le parti metalliche di tali com-ponenti, fissandoli uno ad uno al dissi-patore mediante viti 3MA provviste dirondelle isolanti in teflon e interponen-do tra parti metalliche e dissipatore unfoglietto di mica per ogni componente.Fatto ciò il circuito è pronto; innestatel’ operazionale nel proprio zoccolo,facendo attenzione al fine di farloentrare con il riferimento dalla parteindicata nella disposizione componentidi queste pagine. Verificate che durantel’operazione non si sia piegato qualchepiedino, quindi date un’occhiata gene-rale al circuito in modo da controllarese è tutto in ordine. Allora il dispositi-vo è pronto all’uso; per le connessioniconviene utilizzare dei robusti capicor-da che dovete saldare in corrisponden-za dei punti marcati MODULO + e -,BATTERIA + e -, e CARICO + e -. Aipunti MODULO + e - dovete collega-re, rispettivamente, il morsetto positivoed il negativo del pannello solare, uti-lizzando cavo di sezione adeguata (1mmq per 2,5 ampère); l’accumulatoreva collegato ai contatti + e - BATTE-RIA, rispettando la polarità indicata eutilizzando filo di sezione pari ad 1mmq ogni 2,5 A di corrente. Le stesseconsiderazioni valgono per i fili elettri-ci che dovete usare per collegare l’uti-lizzatore ai punti + e - carico.Rammentiamo che la batteria ed il pan-

nello solare devono “andare d’accor-do” per quanto riguarda la tensione: indefinitiva se il pannello fornisce 12÷20volt bisogna utilizzare una batteria da12 V, mentre se è da 24÷36 V l’accu-mulatore deve essere scelto a 24 volt(solitamente 2 elementi in serie da 12 Vl’uno).Ultimati i collegamenti si può procede-re alla taratura dei trimmer, per la qualesarebbe necessario partire con la batte-ria carica; in alternativa si può effettua-re una simulazione al banco, procuran-dosi un oscilloscopio, un alimentatorestabilizzato da 8÷20 volt di uscita(bastano 100 mA di corrente) e untester disposto a funzionare come volt-metro con fondo scala di 20 volt c.c.L’alimentatore va collegato ai punti dibatteria, badando di connettere il suopositivo al + e il negativo al - dellostampato; il pannello solare non va col-legato, mentre il tester deve esseredisposto sull’alimentazione, ovvero trail catodo del diodo D1 e massa. Il pun-tale dell’oscilloscopio va disposto tra ilpiedino 14 dell’U1 (R2) e massa, inmodo da prelevare gli impulsi in uscitadal comparatore. Fatti i collegamenti,dopo aver poggiato la basetta su unpiano in materiale isolante si procedealla taratura nel modo seguente: siaccende l’alimentatore e si regola perottenere tra la linea positiva del circui-

to e massa (vedere la lettura deltester...) una tensione di circa 13 volt; aquesto punto si agisce sul cursore deltrimmer R10 ruotandolo in un verso onell’altro fino a vedere, sull’oscillosco-pio, impulsi rettangolari molto larghi,spaziati da brevi livelli bassi (pause).Alzando la tensione dell’alimentatore a14,5 volt verificate che all’uscitadell’U1a vi sia un livello alto di tensio-ne e non più impulsi; diversamenteagite sul solito R10 fino a veder appa-rire sullo schermo dell’oscilloscopiouna linea continua corrispondente allivello alto (tensione circa uguale aquella di emettitore del T3). Fatto que-sto avete tarato il regolatore di tensionePWM; ora spegnete e staccate pure l’o-scilloscopio, quindi pensate a registrareil circuito a soglia per l’inserimento delcarico.Allo scopo lasciate il tester collegatosulla linea di alimentazione, staccatemomentaneamente l’alimentatore diprova e collegate una resistenza da 220ohm 1 watt ai punti + e - CARICO(ovvero ai capi del diodo D2).Ricollegate l’alimentatore e portatenela tensione di uscita a circa 10 volt,quindi ruotate il cursore del trimmerR14 fino a veder accendere il LEDLD2, indicante che il mosfet si è inter-detto, scollegando il carico (infatti intal caso la resistenza da 220 ohm lasciascorrere corrente in R18 e LD2). Alzategradualmente la tensione di uscita del-l’alimentatore e verificate che si spen-ga nuovamente il predetto LED: ciòdeve avvenire ad una tensione nonmaggiore di 11,5 volt, diversamentetornate giù con l’alimentatore e regola-te R14 in modo che il circuito stacchi(ovvero che si accenda LD2) ad unatensione minore di 10 volt.

RM ELETTRRM ELETTRONICA SASONICA SASv e n d i t a c o m p o n e n t i e l e t t r o n i c i

rivenditore autorizzato:

Via Valsillaro, 38 - 00141 ROMA - tel. 06/8104753

Else Kit

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SOMMARIO - pannullo.it · menta la capsula con un segnale di buona ampiezza, anche perché riceve...

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