controlador de artefactos por línea telefónica

Saber Electrónica Nº 262 5

INTRODUCCIÓN

El dispositivo que describimos en este artículoes capaz de recibir e interpretar tonos a través de lalínea telefónica y, posteriormente, tomar determina-das acciones relacionadas con el control de otrosdispositivos electrónicos (como podrían ser loselectrodomésticos hogareños).

Esto permite al usuario tener control en formaremota de determinados equipos electrónicos, utili-zando un aparato telefónico convencional,mediante el teclado del mismo, según el siguienteprotocolo:

1 - Esperar x rings antes de atender el teléfono(configurable).

2 - Una vez atendido el teléfono, solicitar unacontraseña para dar el servicio a quien está lla-mando.

Luego de validada la contraseña, se pasa almenú de opciones.

3 - Se usarán casi todos los dígitos del teléfono(salvo 6, 7, # y *).

En nuestro trabajo práctico pretendemos mane-jar 9 relés, aunque en principio se ha implementadouno solo, relacionando cada uno con cada dígitonumeral del teclado.

Es decir, este equipo controla un sólo relé perosiguiendo la lógica aquí descripta, nada impide queel técnico amplíe el e squema para poder controlarmayor cantidad de dispositivos.

AA RTÍCULRTÍCUL OO DEDE PP ORTORTADAADA

CONTROLADOR DE ARTEFACTOSPOR LA LÍNEATELEFÓNICA

El dispositivo electrónico cons-truido es una interfaz que,conectada a la línea telefónica,es capaz de recibir y atender lla-madas entrantes, con el fin decontrolar uno o más artefactosconectados al mismo, desde unaparato telefónico remoto. Elmicrocontrolador utilizado es unAT89S8252 fabricado porATMEL. También fue necesarioincorporar al circuito un conver-sor DTMF a binario y un contro-lador para comunicación serieRS-232, ambos genéricos.

Autores: Augusto J. Vega &Gustavo A. Schmidt

[email protected] , [email protected]

Art Tapa - controla por telefono.qxd 5/11/12 10:57 AM Página 5

Una vez atendida la llamada, el menú de opcio-nes es el siguiente:

1 - encendido: una vez marcada esta opción, elsistema queda a la espera de otro dígito (estesegundo dígito ingresado indica el número de relé aencender).

2 - apagado: una vez marcada esta opción, elsistema queda a la espera de otro dígito (estesegundo dígito ingresado indica el número de relé aapagar).

3 - consulta: una vez marcada esta opción, elsistema queda a la espera de otro dígito (estesegundo dígito ingresado indica el número de relé aconsultar). Si el relé está encendido, entonces seemite un beep largo a través de la línea telefónica,y si está apagado se emite un beep corto.

4 - cambio de contraseña: se utiliza para cam-biar la contraseña de acceso. Una vez marcadaesta opción, el sistema queda a la espera de los 4dígitos para la nueva contraseña.

5 - cambio de la cantidad de rings de espera:se utiliza para cambiar el parámetro que indica lacantidad de rings a esperar antes de atender la lla-mada entrante. Una vez marcada esta opción, elsistema queda a la espera de un dígito que indica lanueva cantidad de rings.

6-7: disponibles.8 - reinicialización: reinicializa el sistema pero

sin “desloguear” (desconectar) al usuario. Esto es

particularmente útil cuando el usuario, luego deseleccionar algunas opciones, no sabe en quésituación está.

9 - salir: corta la llamada.

GENERACIÓN DE LOS BEEPS DE RESPUESTA

Luego de la selección de cualquiera de lasopciones, el sistema emite un beep largo para indi-car "si". En algunos casos, el sistema emite un beepcorto para indicar "no"; esto sucede cuando la con-traseña ingresada es inválida, o para indicar que unrelé se encuentra apagado. Ambos beeps se emitenpor el pin 0 del puerto 1 (P1.0).

ADMINISTRACIÓN DE LA CONTRASEÑA

Antes de poder utilizar cualquiera de las opcio-nes, el usuario deberá “loguearse” (es decir, ingre-sar la contraseña, y que ésta sea validada por el sis-tema). Una vez validada la contraseña, el sistemaemite una melodía para indicar al usuario que yapuede comenzar a utilizar el dispositivo. La contra-seña es única (no se permiten múltiples usuarios), yestá compuesta de 4 caracteres alfanuméricos (0-9,# ó *). La primera vez que se utiliza el sistema, ocuando el sistema es reseteado externamente (através de un pulsador al efecto), se espera el

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Saber Electrónica Nº 262

Artículo de Portada

Figura 1 - Diagrama en bloques del controlador de equipos por línea telefónica.


ingreso de la contraseña por defecto (1111).Posteriormente, el usuario puede modificarlamediante la opción 4.

ADMINISTRACIÓN DE LA CANTIDAD DE

RINGS DE ESPERA

El sistema espera una cierta cantidad de ringsantes de atender la llamada (análogamente al fun-cionamiento de un contestador automático). Esacantidad es configurable mediante la opción 5, aun-que por defecto se toma el valor 3. Solo acepta undígito, con lo cual se podrá configurar hasta 9 ringsde espera.

DIAGRAMA DE CONEXIONES EN BLOQUE

En la figura 1 de la página anterior se presenta eldiagrama de conexiones en bloque del circuitoconstruido. Una rápida vista al mismo permitirácomprender la simplicidad del esquema.

En primer lugar necesitamos un bloque que con-vierta los pulsos DTMF recibidos en códigos bina-rios que serán introducidos al microcontrolador,éste, en base a su programa interno, interpretará lasseñales recibidas y actuará en consecuencia.

Cuando el programa así lo interprete activará odesactivará al bloque de control de carga que esdonde está el artefacto a controlar.

Por otra parte, un bloque controlador RS232 per-mitirá la conexión con una computadora tipo PCpara poder interactuar con nuestro controlador yrealizar controles directamente desde la computa-dora.

SOFTWARE

Para el diseño del software se tuvo en cuenta lautilización de un microcontrolador AT89S8252 fabri-cado por ATMEL. Para una mejor comprensión delas funciones que debe realizar el controlador, enprimer lugar se expone el diagrama de flujos que daorigen a nuestro programa.

En la figura 2 se presenta el diagrama de flujocorrespondiente al software desarrollado.

Nuestro programa debe esperar los rings de lla-mada (que son configurables por el mismo pro-grama), una vez que el teléfono atiende pregunta siestá “logueado”; si no lo está solicita una contra-seña (GET_PASS) y si es válida informa que estálogueado (LONG_BEEP). Si la contraseña estáequivocada informa el error a través del llamado aSHORT_BEEP en el programa principal y solicita elingreso nuevamente de la contraseña, volviendo albloque “Logueado”.

Una vez que el usuario remoto está conectadose pregunta si se quiere conectar algún aparato, sila respuesta es SI, entonces se llama a RELAY_ON,para que se active el relé de salida y si la respuestaes NO el programa pregunta si se quiere desconec-tar el dispositivo deseado. Aquí nuevamente tene-mos dos posibilidades, que la respuesta sea SI y seapague el aparato a través de la desconexión delrelé o que la respuesta sea NO y el programa debacontinuar realizando otras consultas, como pregun-tar, por ejemplo, en qué estado está el relé, si sedesea cambiar la contraseña o si se desea cambiarla cantidad de RINGS que debe esperar el aparatoantes de contestar.

El diagrama de flujo es bastante sencillo y con-tundente como para saber qué acciones debe reali-zar el programa del controlador.

DESCRIPCIÓN DE LAS

INTERRUPCIONES UTILIZADAS

Las interrupciones utilizadas son las siguientes:Interrupción externa 0 (IE0): Esta interrupción

disparada cuando el circuito integrado conversor deDTMF a binario pone en alto el pin 12 (INT0) delmicrocontrolador, notificando la presencia de undígito válido en sus 4 salidas.

Interrupción externa 1 (IE1): disparada por elcircuito detector de rings, con cada detección efec-tuada.

Interrupción del puerto serie (RI/TI): disparadapor software (TI) cuando se tiene un caracter paraenviar por comunicación serie RS232, o por hard-ware (RI) cuando se ha recibido un caracter por lamisma vía.

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Artículo de Portada


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Artículo de PortadaFigura 2 - Diagrama de flujo del programa a

grabar en el microocontrolador.


Interrupción del timer 0 (TF0): disparada por eltimer 0 cuando transcurre una cantidad determinadade segundos sin que el usuario haya seleccionadoalguna opción. Permite administrar un time-out,impidiendo que el programa quede en un bucle deespera infinito en caso de que se corte la comuni-cación telefónica sin un desloguéo explícito con laopción 9.

DESCRIPCIÓN DE LOS PUERTO

DE ENTRADA/SALIDA

De los 4 puertos disponibles en el AT89S8252 seutilizaron los puertos 1, 2 y 3, con las siguientesfinalidades:

Puerto P1P1.0: salida de la señal que genera los beeps.

Por este pin el sistema emite la señal con diferentesduraciones para representar "si" o "no".

P1.1: encendido y apagado del relé. El sistemapone en alto este pin para encender el relé, o lopone en bajo para apagarlo.

P1.2: comunicación establecida. Cuando el sis-tema "atiende" la llamada entrante, pone en bajoeste pin, y lo mantiene en ese nivel mientras dure lacomunicación telefónica.

P1.3 a P1.7: no utilizados.

Puerto P2P2.0: entrada del bit 4 desde el conversor DTMF

a binario.

Control de Artefactos por la Línea Telefónica


Figura 3 - Circuito eléctrico del controlador de artefactos por línea telefónica.


P2.1: entrada del bit 3 desde el conversor DTMFa binario.




Puerto P3P3.0: entrada de caracteres desde el controlador

de comunicación serie (HIN232).P3.1: salida de caracteres hacia el controlador

de comunicación serie (HIN232).P3.2: interrupción externa 0, disparada por el

conversor DTMF a binario, cuando se ha recibido uncaracter válido.

P3.3: interrupción externa 1, disparada por el cir-cuito detector de rings, cuando se recibe un ring porla línea telefónica.


En la figura 3 se tiene el diagrama eléctrico delcontrolador.

Cualquier microcontrolador basado en el 8051es válido para el proyecto, pero en particular, elAT89S8252 permite la programación "en sistema"(ISP). Cualquier controlador para comunicación RS-232 es válido para el proyecto. Se recomendó elMAX232, y se optó por el HIN232 por ser más eco-nómico. El ULN2003 es un controlador para poderconectar diferentes cargas al circuito (relés, LEDs,displays, etc.). En nuestro caso lo utilizamos para

controlar el relé, y para la generación de la ondaacústica que emitimos a través de la línea telefó-nica.

El L7805 es un regulador de tensión continua,que establece a su salida 5 volt.

El prototipo fue armado en placa universal de cir-cuito impreso, por lo cual no se tiene el diseño PCB,tema que estamos desarrollando y que próxima-mente lo colocaremos en nuestra web.

El programa es sencillo pero bastante extensopor lo cual no lo freproducimos en este artículo ypuede descargarlo directamente de la página de losautores (http://web.fi.uba.ar/~ajvega/micro/). Elcódigo es abierto (estamos a favor de la políticaopen source), con lo cual puede ser bajado y utili-zado con libertad, pero nunca para fines comercia-les (nació en un ambiente académico, y debe con-servarse dentro de tal).

CONCLUSIONES

Se cumplió con el objetivo establecido en elanteproyecto, administrando correctamente eltiempo y los recursos. Así también, la realización delproyecto nos permitió conocer en profundidad elfuncionamiento de un microcontrolador, como tam-bién de otros circuitos integrados.

En muchas oportunidades, los distintos obstácu-los que se fueron presentando nos han permitidoadquirir importante experiencia en la superación delos mismos.

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Artículo de PortadaLISTA DE MATERIALES

Resistencias56 ohms 1W 1 unidad100 ohms 1 unidad820 ohms 1 unidad1K 2 unidades2K2 2 unidades10K 2 unidades47K 2 unidades56K 1 unidad68K 1 unidad220K 3 unidades270K 1 unidad

Capacitores33 pF 2 unidades10 nF 100V 2 unidades

100 nF 2 unidades120 nF 1 unidad470 nF 1 unidad1 uF 4 unidades1 uF 63V 2 unidades4,7 uF 1 unidad10 uF 1 unidad

Circuitos integradosAT89S8252 1 unidadHIN232 1 unidadULN2003 1 unidadCM8870 1 unidadOptoacoplador 4N27 1 unidadOptoaislador LCA110 1 unidadPuente de diodos W04 1 unidadTransistor MPSA42 NPN 1 unidadTransistor MJE340 NPN 1 unidad

Diodo 1N5250 2 unidadesDiodo 1N4148 2 unidades

OtrosRelé TDS-0502 (o similar) 1 unidadCristal 12 Mhz 1 unidadCristal 3.5795 Mhz 1 unidadL7805 1 unidadVaristor 1 unidadJack telefónico 1 unidadPulsador 1 unidadConector DB9 1 unidadConector DB25 1 unidadJumper 2 unidadesZócalo de 16 pines 2 unidadesZócalo de 18 pines 1 unidadZócalo de 40 pines 1 unidadPlaqueta univ. BK-06 1 unidad



INTRODUCCIÓN

LIN es la abreviatura deLocal Interconnect Network.

El LIN-Bus es una extensióndel bus de datos CAN. A un máxi-mo de 20 kbit/s, su velocidad detransferencia de datos es muyinferior a la del sistema de busCAN. El bus LIN conecta actua-dores o sensores con las corres-pondientes unidades de control.Las órdenes se transmiten siem-pre en una sola dirección, desdela denominada unidad de controlmaestra al sensor o actuadorconectados en sentido descen-dente, el "esclavo". El maestropuede transmitir órdenes hasta a16 esclavos conectados en senti-do descendente. Un ejemplo deaplicación de LIN bus es el techosolar de cristal eléctrico, cuyo

servomotor recibe sus órdenesdesde la unidad de control deconfort a través del bus LIN.

Local Interconnect significa en

este caso, que todas las unida-des de control están localizadasen una zona limitada (por ejem-plo, en el techo). También se le

LA COMUNICACIÓN ELECTRÓNICA EN EL AUTOMÓVIL

Sistema de Multiplexado de Datos "LIN-Bus"

Todos los automóviles fabrica-dos en la actualidad poseenalgún tipo de dispositivo electró-nico y cuenta con sistemas dediagnóstico comandados por lacomputadora central (ECU). Yahemos descripto en otras oca-siones uno de los protocolosmás empleados, el “ControllerArea Network” o CAN, en esta oportunidad presentamos el “Local InterconnectNetwork” o LIN-Bus.

De: www.aficionadosalamecanica.com

AUTO ELÉCTRICO

Figura 1

Auto Ele - LINBus.qxd 5/11/12 11:08 AM Página 13

da el nombre de «subsistemalocal».

El intercambio de datos entrelos diferentes sistemas de LIN-Bus en un vehículo se realiza res-pectivamente por medio de unaunidad de control a través delCAN-Bus de datos.

En el caso del LIN-Bus setrata de un bus monoalámbrico.El cable tiene el color básico vio-leta y un color de identificación.La sección del conductor es de0,35 mm. No requiere apantalla-do.

El sistema permite el inter-cambio de datos entre una uni-dad de control LIN maestra yhasta 16 unidades de control LINesclavas.

La figura 1 muestra los ele-mentos del vehículo que se pue-den controlar a través del LIN-Bus.

En la figura 2 podemos obser-var un ejemplo parcial de una ins-talación de un bus LIN y su inte-gración en el bus CAN.

UNIDAD DE CONTROL

LIN "MAESTRA"

La unidad de control que vaconectada al CAN-Bus es la queejecuta las funciones de maestraen el LIN-Bus, figura 3. Las fun-ciones asignadas son las siguien-tes:

** Controla la transmisión dedatos y su velocidad. La unidadde control LIN maestra transmiteel encabezamiento del mensaje.

** En el software se define unciclo, según el cual se han detransmitir mensajes al LIN-Bus yse especifica cuáles.

** Asume la función de traduc-ción entre las unidades de controlLIN abonadas al sistema del LIN-

Bus local y el CAN-Bus de datos.De esa forma es la única unidadde control del LIN-Bus que vaconectada a su vez al CAN-Bus.

** La diagnosis de las unida-des de control LIN esclavas quelleva conectadas se realiza a tra-vés de la unidad de control LINmaestra.

UNIDADES DE CONTROL

LIN "ESCLAVAS"

En un sistema de bus dedatos LIN pueden funcionar comounidades de control LIN esclavaslas unidades de control específi-

cas, por ejemplo la de la turbinade aire fresco o también puedenfuncionar como tales los senso-res y actuadores, por ejemplo elsensor inclinométrico o bien elsonorizador DWA.

Los sensores llevan integradauna parte electrónica que analizalos valores medidos.

La transmisión de estos valo-res se realiza entonces a travésdel LIN-Bus en forma de señalesdigitalizadas.

Para varios sensores y actua-dores se necesita un solo pin enla hembrilla de la LIN maestra,figura 4.

Los actuadores en el LIN-Bus

Auto Eléctrico

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Figura 2

Figura 3


son grupos componentes electró-nicos o electromecánicos inteli-gentes, a los que se les pasansus instrucciones en forma de lasseñales de datos LIN proceden-tes de la unidad de control LINmaestra.

A través de sensores integra-dos se puede consultar el estadooperativo efectivo de los actuado-res a través de la UCE LIN maes-tra, de modo que sea posibleefectuar la comparación de losestados teórico y efectivo.

TRANSMISIÓN DE DATOS

La velocidad de transmisiónes de 1 a 20 kbit/s y viene deter-minada en el software de las uni-dades de control LIN. Equivalecomo máximo a una quinta partede la velocidad de transmisión delos datos en el CAN Confort.

La Señalo Nivel recesivo

Si a través del LIN-Bus no setransmite ningún mensaje o setransmite un bit recesivo, el cabledel bus tiene aplicada una ten-sión equivalente prácticamente ala de batería, figura 5.

o Nivel dominantePara transmitir un bit domi-

nante sobre el LIN-Bus, un trans-ceptor en la unidad de control queefectúa la transmisión conecta elcable del bus de datos a masa.

Seguridad de TransmisiónCon la determinación de las

tolerancias para la transmisión yrecepción en la gama de los nive-les recesivo y dominante se tienedada una transmisión estable.

Vea las figuras 6 y 7; para

Sistema de Multiplexado de Datos LIN-Bus


Figura 4

Figura 6

Figura 5

Figura 7


poder recibir señalesválidas a pesar de exis-tir interferencias parási-tas se han configuradomás extensas lasgamas de tensionesadmisibles por el ladode la recepción.

MENSAJES

Mensaje con res-puesta de esclava:

La unidad de controlLIN maestra exhorta enel encabezamiento auna unidad de controlLIN esclava a que trans-mita información, porejemplo sobre condicio-nes de conmutadores ovalores de medición.

La unidad de controlLIN esclava transmite larespuesta correspon-diente.

Mensaje con man-dato de maestro:

Por medio del identi-ficador en el encabeza-miento, la unidad decontrol LIN maestraexhorta a las correspon-dientes unidades decontrol LIN esclavas aque utilicen los datos contenidosen la respuesta.

La respuesta es transmitidaen este caso por la unidad decontrol LIN maestra, figura 8.

Encabezamiento del mensaje (header)El encabezamiento es trans-

mitido de forma cíclica por la uni-dad de control LIN maestra. Sedivide en cuatro campos, figura 9:

* Pausa de sincronización* Limitación de la sincroniza-

ción

* Campo de sincronización* Campo del identificador

La pausa de sincronización(«synch break») tiene una longi-tud mínima de 13 tiempos por bit.Se transmite con nivel dominan-te.

Resulta necesaria la longitudde 13 bit para indicar de formainequívoca el comienzo de unmensaje a todas las unidades decontrol LIN esclavas.

En las demás partes del men-saje se transmiten como máximo9 bits dominantes consecutivos.

La limitación de la sin-cronización («synchdelimiter») tiene unalongitud mínima de 1 bity es recesiva (˜Ubat.).

El campo de sincroni-zación («synch field»)está compuesto por lacadena binaria 0 1 0 1 01 0 1 0 1. Con estasecuencia de bits sepueden ajustar (sincroni-zar) todas las unidadesde control LIN esclavasal ritmo del sistema de launidad de control LINmaestra. La sincroniza-ción de todas las unida-des de control resultanecesaria para disponerde un intercambio dedatos exento de errores.Si se pierde la sincroni-zación, los valores de losbits serían implantadosen un sitio incorrecto delmensaje en el receptor,produciéndose erroresen la transmisión de losdatos.

El campo del identifica-dor tiene una longitud de8 tiempos por bit. En losprimeros 6 bits está con-tenida la identificación

del mensaje y el número de cam-pos de datos que componen larespuesta. El número de camposde datos en la respuesta puedeser de entre 0 y 8.

Los dos últimos bits reciben lasuma de verificación de los 6 pri-meros bits, para la detección deerrores de transmisión. La sumade verificación se necesita paraevitar que se produzcan asigna-ciones a mensajes equivocadosal haber errores de transmisióndel identificador.

En la próxima edición seguire-mos desarrollando este tema.

Auto Eléctrico

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Figura 8

Figura 9



Una de las características sobresalientes deltrabajo con Microcontroladores Atmel es laposibilidad de utilizar ambientes de desarro-llo, programadores, tarjetas entrenadoras ygran cantidad de circuitos de uso libre,muchos de los cuales puede bajar deInternet. En Saber Electrónica Nº 244 expli-camos qué son los microcontroladoresATMEL y cómo se los puede programar utilizando un circuito sencillo mediante el Puerto COMde una PC. Como el Artículo de Tapa de esta edición requiere la programación de un micro-controlador AVR, volvemos a explicar detalles de este programador, brindamos una actuali-zación para poder utilizarlo con chips de varias familias de la empresa ATMEL y por últimopresentamos un programador por Puerto USB para aquellas personas que no tengan PuertoCOM en su PC y no deseen utilizar un adaptador RS232 a USB.

Informe de Ing. Horacio Daniel [email protected]

EASY-DOWNLOADER 2.0:PROGRAMADOR PARA ATMEL DE 40 PINES

POR PUERTO SERIAL

Hace unos 6 años probamos el cargador des-arrollado por Wichit Sirichote ([email protected]),que se publica en la página www.kmitl.ac.th,encontrando que funciona perfectamente paraprogramar los micros que utilizamos para desarro-llar los diferentes proyectos que publicamos ennuestra revista. En Saber Electrónica Nº 244 reali-zamos una recopilación de la página del autor,efectuando algunas ligeras modificaciones parafacilitar la comprensión del proyecto y simplificarsu montaje.

Este programador fue pensado para microcon-troladores de la empresa Atmel de 40 terminales.Se trata de la versión 2.0 del circuito denominadoEasy Downloader (Programador Sencillo) quesurge como una modificación de la versión 1.1que es para AVRs de 20 patas y cuyo manualcompleto puede descargar de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en elícono password e ingresando la clave atmelpro.

Se trata de un circuito para grabar el archivo“.HEX” dentro de la memoria de programa de losmicrocontroladores ATMEL de 40 pines, más espe-cíficamente la serie 89C51, 89C52 y el 89C55, laserie 90S8515 y sus equivalentes Atmel Mega.

El circuito funciona con el programa versión

MM ONTONTAA JEJE

PROGRAMADOR USB PARAMICROS AVR DE ATMEL

Mont - atmel usb 5/11/12 11:15 AM Página 17

WINDOWS, UPLOADER EZ3, EZ3.1 con firmwareactualizado para el 89S51 y el 89S52.

Si necesita más espacio de codificación para suaplicación, especialmente para desarrollar pro-yectos con lenguaje C, también puede usar elEasy-Downloader V2.0, que es un programadormuy fácil de usar. Es adecuado y barato, demodo que cualquiera puede construirlo fácil-mente. Esta versión puede escribir un archivo HEXde Intel en el 89C51 (4kB), 89C52 (8kB) y el 89C55(20kB). Insistimos que este circuito es una versiónque sólo sirve para micros de 40 patas. La versión

1 (que, como dijimos, puede bajar desde nuestraweb) podrá bajarla a partir de un link dado ennuestra web y es para programar micros Atmel de20 terminales, sin embargo, en este artículo, dare-mos un resumen sobre dicha versión

EL CIRCUITO DEL PROGRAMADOR EASY DOWNLOADER V2.0

La figura 1 muestra el diagrama circuital del car-gador “Easy-Downloader V2.0”.

El 89C51 con el programa “ez52.hex” recibe

Montaje

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Figura 1 - Circuito Easy-Downloader 2.0: Programador para Atmel de 40 Pines por Puerto Serial

Lista de materiales del circuito de la figura 1

1 Fuente de alimentación de 15V x 100mA (DCAdaptor).1 Transistor 2N2222 ó BC548.1 Regulador LM3171 Regulador 78051 Resistencia de 220Ω2 Resistencias 1kΩ1 Resistencia de 2k21 Resistencia de 8k28 Resistencias de 10kΩ

1 Led 5 mm color rojo2 Capacitores de 30pF1 Capacitor de 0,1µF1 Capacitor de 1µF x 25V3 Capacitores de 10µF x 25V1 Capacitor 100µF x 25V1 Cristal de 11,0592MHz1 Circuito Integrado DS275 (adaptador de nivelesTTL-RS232).1 Zócalo o base de 40 patas para circuito integrado.1 Microcontrolador Atmel AVR89C51 (ver texto).1 Cable con conector DB9


datos en serie a 9600 baud desde la PC y generala señal apropiada aplicándola al zócalo ZIF.

P0 es para la transferencia bidireccional dedatos.

P1 provee A0-A7.P2.0-P2.6 provee datos a A8-A14. La línea A14 en la figura 1, nuestro software usa el

terminal P2.6 mientras que el ATMEL a grabar usa lalínea P3.0. La selección del modo de programa-ción se hace mediante P3.4 a P3.7. Si desea másdetalles puede ver el archivo en C: “ez52.c”.

La tensión de programación de este cargador

es un poco diferente de la versión 1.1, el terminalde predisposición requiere una tensión Vpp desólo +5V y +12V y se activa simplementemediante P3.3. La pata de entrada de reloj X1 delzócalo ZIF se deriva de X2 sin separador.

CONSTRUCCIÓN DE LA PLACA DE CIRCUITO IMPRESO

La placa de circuito impreso se puede construirusando una plaqueta (PCB) del tipo universal consoldadura de punto a punto. Si quiere hacer unaplaca específica, en la figura 2A se muestra el dia-grama del circuito impreso que, en este caso, esde doble faz. La figura 2B muestra un detalle decómo deben ir ubicados los componentes sobrela placa.

EL SOFTWARE

“ez52.hex” es el firmware de archivo hexadeci-mal necesario para grabar en el 89C51. El archivopuede bajarlo desde nuestra página web con losdatos dados más arriba. En dicho sitio encontraráel link que le pemitirá descargar tanto el archivo“ez52.hex” como los demás archivos y programas

Programador USB para Micros AVR de ATMEL


Figura 2a - PCB doble faz del programador serial demicros AVR de 40 pines

Figura 2b - Lado de componentes del PCB del pro-gramador serial de micros AVR de 40 pines


que iremos describiendo.Lamentablemente, precisará un pro-gramador para poder cargar el firm-ware al 89C51. Si no lo posee, puedearmar un programador por puertoparalelo sencillo para cargar estearchivo hexadecimal. Puede emplearun esquema similar al del cargadorutilizado en el artículo de tapa deSaber Electrónica Nº 244, pero paramicrocontrolador 89S8252 (vea lapágina de referencia de Internet).

En la figura 3 damos el esquema deun sencillo programador por puertoparalelo que emplea nuestro cono-cido “PoniProg” (también bájelodesde nuestra página). Es decir, si noconsigue que alguien le preste uncargador para programar el 89C51,deberá montar un cargador sencillopor puerto paralelo y emplear un89S8252 en lugar del 89C51.

Si Ud. no tiene una computadora con puertoparalelo, seguramente algún amigo o familiardebe tener una PC de escritorio con dicho puerto.De no ser así, vaya a un cybercafé y pídale alencargado que le permita cargar el microcontro-lador.

Para programar el 89S8252 deberá utilizar elmismo archivo “ez52.hex”. Ambos microcontrola-dores son compatibles pin a pin, por lo cual nodeberá realizar ninguna modificación en el PCBde la figura 2A.

“Ez52.c” es el programa fuente escrito en len-guaje C para modificación posterior. Para compi-larlo, se necesita el Micro-C para el compilador8051 de Dunfield Development System.Reiteramos que tanto el programa “Micro-C”como el archivo “Ez52.c” puede bajarlos de nues-tra web con la clave “atmel244”.

“Ez2.exe” es la versión para DOS (disk operatingsystem) del EZ Uploader V2.0 que corre en la com-putadora con el objeto de poder programar a unAtmel por medio del cargador que estamos pro-

poniendo (Easy-Downloader). También lo encon-trará con el link dado en nuestra web.

Nota: la versión dos de Ez2 se puede usar sólocomputadoras viejas, tipo 386 o 486, o en com-putadoras nuevas pero con Windows 98. Si Ud.posee una computadora con Windows 2000, XP,Vista o 7 deberá descargar la versión V3.0.

CÓMO PROGRAMAR UN

ATMEL CON EL “EASY-DOWNLOADER”

En primer lugar debemos “preparar” al micro-controlador que debe ir colocado en la placa decircuito impreso, para ello cargue el archivo“ez52.hex” en un 89C51 con otro programador, oen un 8252 con el programador de la figura 3 ycolóquelo en la placa de circuito impreso armadade la figura 2A.

El software de programación deberá funcionar a9600 baudios, con 8-Data bits, no Paridad.Conecte el conector DB9 de la placa del Easy

Montaje

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Figura 3 - Programador de ATMEL por puesto paralelo, necesario para progra-mar “por única vez” el firmware sobre el micro de nuestro programador.


Downloader en el puerto COM de la computadoray ejecute el programa de acuerdo al sistema ope-rativo de su computadora.

En la figura 4 tenemos un ejemplo del uso de laversión 2 (ejecución del programa ez2.exe) en sis-tema DOS (se ejecuta en Windows 98, recuerdeque no funciona en sistemas operativos conambiente NT).

Si tiene una PC con Windows 2000 o superior,

descargue “EZ Uploader V3.0” paraWindows. Para el 89C51, 89C52 y el 89C55,existe un byte de firma y por lo tantoya no se necesita más seleccionar eltamaño de la memoria. El EZ recono-cerá el tamaño del código de lamemoria. Tan sólo haga clic en SendHexfile y todo se hará automática-mente (figura 5).También puede descargar la versiónV3.1 del “EZ Uploader” para Windows.Se trata de una versión beta del EZ3.1Uploader, con las características adi-cionales READ y SAVE AS. El códigoHEX guardado en los integrados sepuede leer y almacenar como un

archivo HEX de Intel (figura 6).

INFORMACIÓN ADICIONAL

Hemos realizado pruebas satisfactorias conmicros de 40 patas con este cargador denomi-nado “Easy-Downloader” y que el autor va modifi-cando (en la página mencionada al comienzo

puede encontrar las versiones V1.1 para microsde 20 patas y V2.0). En dicha página tambiénse encuentra la versión 4.0 del software (deno-minado ezdl4). Con esta nueva versión no hayinconvenientes con el tipo de archivo hexade-cimal a cargar en el Atmel y además, detectaautomáticamente el Puerto COM y la plaquetadel programador dada en la figura 2.En dicha página también encontrará un pro-grama de Kurnia Wijaya de Jakarta, Indonesia,que le ayuda a escribir el programa que clasi-fica el archivo hexadecimal de Intel generadopor algunos compiladores (Using Easy-Downloader V1.1&V2.0 with Unsorted HEX files). Otra opción para programar Atmel de 40 pineses el uso del “EasyPROG”: versión modificadadel Easy-Downloader hecho por FranciscoBarbosa.



Figura 4 - Ejecución del programa ez2.exe en símbolo de sistema.

Figura 5 - Ejecución del programa EzZ Uploader V3.0 en Windows2000 o superior.


EASY-DOWNLOADER 1.1:PROGRAMADOR PARA ATMEL DE 20 PINES

POR PUERTO SERE (COM)

La primera versión de Easy-Downloader fuediseñado en 1997 para ser utilizado como unaherramienta para los alumnos en la construc-ción de su placa de desarrollo para micro-controladores en la categoría de "Sistema dediseño de microprocesadores". El circuito esde bajo costo y fácil construcción. La últimaversión V1.1 es posterior y se diseñó para losAtmel 2051 y 4051 de 20 patas. No tiene fun-ciones separadas de borrado, lectura, escri-tura, verificación etc.

Si el chip está programado, cuando locoloco en este programador, hace todas lasfuncionens juntas, es decir, primero lo borra yluego lo programa con el nuevo archivo “.hex”.

La figura 7 muestra el circuito de la versión V1.1l.Como se muestra, el circuito utiliza un 89C2051 al

que se le debe grabar el correspondiente firmware(usando el programador LPT de la figura 3), tam-bién incluye un match 74LS373 de 8, un conversor

Montaje

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Figura 6 - Pantalla que muestra el proceso de graba-ción sobre un micro ATEMEL.

Figura 7 - Programador para ATEMEL de 20 terminales por puerto COM.


RS232 tipo DS275, un regulador de tensión 7805,un regulador LM317 y dos transistores 2N2222A y2N2907A. La tensión de programación del circuito

de control es la recomendada por la nota de apli-cación ATMEL. Estas tensiones de 0V, 12V y 5V deprogramación son provistas por P3.5. El latch de 8

bits, 74LS373 provee la señalpara la selección de los modosde programación. El byte de lec-tura y programación se envía através de P1.La dirección de incremento serealiza a través de un pulso posi-tivo en el terminal XTAL. El circuitose puede construir usando unaplaca universal o fabricando losPCD de la figura 8 (note que esuna placa doble faz).Antes de programar verifique queel programador está bienarmado, para ello, debe medircon un multímetro las siguientestensiones:

1) La tensión de alimentación de+5 V en el 7805.2) Las tensiones de programa-ción 0V, 5V y 12V que se obtie-nen conectando los pines decontrol (P3.5 y D), 2N2222A y2N2907 a +5V y / o 0V (GND). Lasalida debe ser de 15V x 100mA.

Para poder armar el programa-dor debe bajar de nuestra web 2archivos: “writer.hex” de 4.871bytes, que es el archivo de firm-ware Intel Hex para el 89C2051(el tamaño del código es 2021bytes) y, “ez.exe” de 20.800 bytesque es el programa cargadorque debe ejecutar en la PC paraenviar un archivo “.hex” en elAtme a programar. El programawriter.c original fue escrito en 'C'.Para modificarlo, es necesario elcompilador “Micro compilador



Figura 8 - Placa de circuito impreso del programador por puertoCOM de ATMEL de 20 terminales.


de C” tal como explicamos para la versión V2.0de este programador.

Para la prueba de funcionamiento y para sabercómo se usa el programador puede seguir pasossimilares a los que ya explicamos para el progra-mador de 40 terminales o seguir las instruccionesque explicamos en el manual (versión completa)que puede descargar a través de los links dadosen nuestra web.

El autor también sugiere una versión de placa decircuito impreso simple faz con la inclusión dealgunos cablecitos externos, lo cual simplifica bas-tante el diseño PCB, también puede descargardicho diseño de nuestra web.

USBASP:EL PROGRAMADOR USB

USBasp es un programador para microcontrola-dores AVR de ATMEL que funciona por puerto USBsin necesidad de adaptador de protocolos (RS232a USB). El diseño es simple y consiste en un micro-controlador ATMega8 o ATMega48 en conjuntocon varios componentes pasivos. El programadorse comunica con el puerto USB mediante el firm-ware cargado en el microcontrolador que formaparte del programador, por lo tanto no necesitaningún chip especial. Las características sobresa-lientes son las siguientes:

Montaje

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Figura 9 - Circuito del programador para microcontroladores ATMEL por puerto USB. Note que no se incluye ningúnadaptador RS232 a USB ni circuitos latch.


1) Multiplataforma: Funcionabajo GNU/Linux, Mac OS X yWindows.

2) No necesita controladorUSB ni componentes SMD.

3) La velocidad de progra-mación es de hasta 5kBytes/seg.

4) Opción SCK para trabajarcon bajas velocidades de reloj(menores a 1,5MHz).

SOFTWARE

Una vez armado el programador yhabiendo cargado el firmware en elmicrocontrolador ATMEL, que esparte del programador, se debe uti-lizar un software o programa paracargar un archivo “.hex” en el microAtmel que se requiera.

Se han probado varios programas,entre los que podemos mencionar:

AVRDUDE, soporta USBasp desdela versión de firmware 5.2.

BASCOM-AVR, soporta USBaspdesde la versión de firmware1.11.9.6.

Khazama AVR Programmer, GUIpara USBasp y AVRDude bajoWindows XP/Vista.

eXtreme Burner, GUI paraWindows para programadores AVRbasados en USB.

Desde la página del autor: puededescargar los siguientes paquetesde firmware:

usbasp.2011-05-28.tar.gz (519 kB):Es la última version, soporta TPI sup-port y compatible con ATMega88and ATMega8.



Figura 10 - Diseño de la placa de circuito impreso para el programador USBasp.


usbasp.2009-02-28.tar.gz (260 kB)usbasp.2007-10-23.tar.gz (172 kB)usbasp.2007-07-23.tar.gz (176 kB)usbasp.2006-12-29.tar.gz (118 kB) compatible

con ATMega48 y ATMega8.usbasp.2006-09-16.tar.gz (116 kB) usbasp.2005-11-14.tar.gz (175 kB)usbasp.2005-07-03.tar.gz (166 kB)usbasp.2005-04-21.tar.gz (169 kB)

EL CIRCUITO DE USBASP

El proyecto completo y el firmware para elmicrocontrolador se pueden descargar de formagratuita desde http://www.fischl.de/usbasp/.

La figura 9 muestra el circuito eléctrico y en lafigura 10 tenemos juna sugerencia para la placade circuito impreso. Recuerde que el ATMega8Pdebe ser programado con anterioridad (y porúnica vez) con el firmware que usted quiera(puede emplear el usbasp.2011-05-28.tar.gz).

Una vez armado el programador (con elATMEMega8 programado con el correspondientefirmware), si lo va a usar en una computadora PCcon Windows, conecte el USBasp al puerto USB desu PC. Cuando Windows le pide un controlador,elija "bin / win-driver" (lo descarga desde el linkdado en nuestra web con los datos dados en estemismo artículo). En los sistemas Win2K, WinXP, Vistay 7, Windows advierte que el controlador no tiene"firma digital". Ignore este mensaje y continúe conla instalación.

Ahora ya está el programador listopara ser utilizado con cualquiera delos softwares sugeridos.

Quizá, el más conocido sea elAVRDUDE, pero es un poco compli-cado tanto de instalar como deusar, sin embargo, permite una seriede operaciones muy útiles para losdesarrolladores.

Un programa más sencillo es elKhazama AVR Programmer pero sólo

funciona bajo ambiente XP, Vista y 7. La primerapantalla se muestra en la figura 11 donde puedefijar la configuración de acuerdo a su proyecto.Estos pasos deberá seguirlos después de pulsar laopción "Programa Automático" en la ventana prin-cipal o pulsando “CTRL + P” (acceso directo).

A partir de la versión 1.7.0 del Khazama se pue-den seleccionar diferentes matrículas de la mismafamilia (por ejemplo el ATMEGA48 y elATMega48PA son diferentes). Puede cambiar lavelocidad de reloj de programación también.

Fusibles y ventana de bloqueo (figura 12) leayudan a fijar los ajustes para la configuraciónde su chip AVR. Todo se documenta y se puedeseleccionar fácilmente “combos” o establecerdirectamente las casillas de verificación que Ud.desee.

Montaje

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Figura 11 - Pantalla de configuración del programa KhazamaAVR Programer.

Figura 12 - Los fusibles y ventana de bloqueo del Khazama le ayudan a fijarlos ajustes para la configuración de su chip AVR.



Si bien hemos publicado varios circuitostransmisores de señales de TV, en esta oca-sión presentamos un esquema sencillo y bas-tante estable. Con muy pocos componentesy un amplificador de banda ancha estamosen condiciones de generar un dispositivo debuena potencia que puede suministrar señala un área de más de 100.000 m2, ideal paracampus Universitarios o como estacióncomunitaria en countries y/o pequeñascomunidades. .

Por Ing. Horacio Daniel [email protected]

EL CIRCUITO TRANSMISOR

El circuito de la figura 1 permite transmitir laseñal de una cámara de video, reproductor deCD o DVD, PC, MP3 etc. en todo el perímetro deuna vivienda mediana. Es muy práctico, por ejem-plo, cuando se tiene un sistema de televisión sate-lital y sólo se dispone de un sintonizador/decodifi-cador. Lo mismo sucede con los decodificadoresde canales premium de los operadores de TV porcable. Aunque también es útil cuando se deseatransmitir la señal de vídeo de cámaras de seguri-dad a puntos de difícil cableado.

El esquema es por demás simple. El capacitorvariable cumple las veces de sintonizador, permi-tiendo ajustar la frecuencia (canal) donde sedesea emitir. Dada la baja potencia de este sis-tema la antena puede ser un simple cable deunos 30 cm de largo o una antena retráctil. El

transformador T1 esta formado en su primario por7 vueltas de alambre de 0,5mm de diámetrosobre un ferrite de los chatitos usados en radios deFM mientras que su secundario está compuestopor 18 vueltas arrolladas sobre el bobinado pri-mario con alambre de igual espesor.. El capacitorde 220pF conectado en paralelo con el secun-dario debe ser incorporado dentro de la hormadel transformador. Este tipo de transformador esdenominado SIF. En cuanto a la bobina L1, estadebe estar formada sobre un núcleo de ferrita de3mm y sobre él debe enrollar 4 vueltas de alam-bre. Esta bobina está configurada para unaóptima transmisión en la banda baja de la TV poraire (canales 2 al 7) si desea emplear la bandaalta o la de UHF le recomendamos rediseñarla afin de aprovechar la máxima potencia de salida.

Dado que este sistema opera con una muybaja potencia no se requiere licencia para utili-

MM ONTONTAA JEJE

TRANSMISOR DE TVPARA PEQUEÑAS COMUNIDADES

Mont - TX de TV 5/11/12 11:36 AM Página 27

zarlo, pero si llegase a colocar etapas de potenciaque aumenten el alcance del conjunto le reco-mendamos hacerse de un abogado e interiori-zarse sobre los aspectos legales vigentes según laregión donde lo vaya a emplear.

Tenga presente que una etapa se potencia malcalibrada podría causar interferencia en los equi-pos de recepción de casas vecinas. Sea cuida-doso en el armado y calibración de este tipo deequipos.

En la figura 2 se ofrece una sugerencia para elmontaje en placa de circuito impreso. La bobina

L1 debe estar montada lo más cerca posible (siestá pegada mejor) de la placa.

ETAPA DE POTENCIA DE BANDA ANCHA

Un simple circuito integrado es capaz de proveeruna ganancia de 18dB, lo que asegura que siconectamos la salida del transmisor propuesto ala entrada de este amplificador, podemos obte-ner una potencia de salida que permita alcanzardistancia de varios cientos de metros. El amplifica-

Montaje

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Figura 1 - Transmisor de TV de baja potencia

Lista de materiales del circuito de la figura 1

Q1, Q2 - BF259 - Transistores de RF.R1 - 220kΩR2 - 470ΩR3 - 10kΩR4 - 10kΩVR1 - 10kΩ - Pre-set linealC1 - 100nF - CerámicoC2 - 1nF - CerámicoC3 - 10nF - CerámicoC4 - 220pF - PlateC5 - 220pF - PlateC6 - 220pF - PlateC7 - 10pF - CerámicoC8 - 10pF - Cerámico

C9 - Trimmer (variable) color naranja o azulC10 - 82pF - Plate o poliésterC11 - 4,7pF - PlateC12 - 100nF - CerámicoT1 - Transformador construido sobre núcleo de derritecon alambre de cobre esmaltado de 0,5mm de diá-metro (ver texto)L1 - Bobina (ver texto)CN1, CN2 - Conectores RCA (hembra)CN3 - Conector BNC para antena.

VARIOS

Placa de circuito impreso, gabinete para montaje,conector para batería o fuente de alimentación de 9Vx 250mA, antena, cables, estaño, etc.


dor propuesto emplea un integradoBGD702 de Philips

Se trata de un módulo híbrido amplifi-cador de potencia para uso en CATV deexcelente rango dinámico con pream-plificadores Darlington que permitenoperar con tensiones de continua de24V en todo el rango de 40MHz a750MHz.

Posee excelente linealidad, muy bajoruido, construido con técnicas pasivasde nitruro de silicio de excelente rigidezmecánica (construcción compacta) ybaño de oro en los terminales que ase-guran una muy alta confiabilidad.

En la figura 3 se muestra el esquemade este módulo amplificador híbrido enun envase SOT115J que funciona conuna fuente de alimentación de 24V decontinua. No posee las patas 4 y 6. Ladescripción del resto de los terminaleses la siguiente:

Pata descripción1 entrada2,3 común5 +Vb7,8 común9 salida

La figura 4 muestra el circuito eléctricodel amplificador. El transformador debeser con primario de acuerdo con la red

Transmisor de TV para Pequeñas Couminidades


Figura 2 - Placa de circuito impreso del Tx de TV.Figura 3 - Vista del amplificador de banda

ancha BGD702 de Phillips.


local y secundario de 15V x 1A. La potenciamáxima que puede alcanzar es del orden de los10W, suficiente para que, al irradiarse por mediode un dipolo, se puedan alcanzar distancias supe-riores a los 300 metros.

En la tabla 1 se pueden apreciar algunas carac-terísticas del módulo híbrido BGD702, pero puede

bajar el manual completo de este componentede nuestra web.

Nosotros armamos el amplificador en un gabi-nete metálico, utilizando un puente de diodos de2A y dos capacitares electrolíticos en paralelo de1000µF x 35V cada uno. Como desacople de RF,en paralelo con estos dos elementos, usamos un

Montaje

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Figura 4 - Circuito eléctrico de la etapa de potencia de banda ancha para el transmisor de TV.

Figura 5 - Armado de la etapa de potencia sobre un gabinete metálico. No requiere placa de circuito impreso.


capacitor cerámico de 0,10µF x 63V. La tensiónrectificada y filtrada la aplicamos a un reguladorde tensión de 3 terminales de 18V (positivo) deltipo MC7818MC (RG1 en el circuito de la figura 4).

Note que se unen los terminales 2 y 3 del inte-grado y los terminales 7 y 8; a su vez, estos termi-nales se unen entre sí con un cable corto (paraevitar acoples) y se los conecta a masa (negativo

de la fuente de ali-mentación). Noteel agregado de C4y C5 lo más cercaposible del inte-grado; aconseja-mos colocarlosd i r e c t a m e n t esobre las patas delintegrado, uno deellos entre los termi-nales puenteados2 y 3 y el terminal 5y el otro entre losterminales 7 y 8puenteados y tam-bién el terminal 5.En la figura 5 sepueden ver deta-lles de armado delamplificador en elgabinete. Tengapresente que no-sotros usamos unconector RCA parala entrada y unconector de RFpara la salida,podría emplearconectores BNC oconectores de 75Ωpero en todos loscasos lo importantees que la conexiónde los terminalesdel integrado adichos conectoresse realice concables blindadospara RF de alta fre-

Transmisor de TV para Pequeñas Couminidades


Tabla 1 - Características del circuito integrado amplificador de banda ancha BGD 702.


cuencia (vea la foto de lafiguras 10, es decir, no escable coaxil, es cableespecial para RF).

Si bien estos módulosnormalmente operan conVb = 24V, pueden sopor-tar transitorios de la fuentede alimentación hasta Vb= 30V El envase es rec-tangular con una sola ter-minación; reborde dealuminio; 2 agujeros demontaje vertical; 2x6-32UNC y 2 agujeros extra demontaje horizontal con 7terminales alineados pla-teados en oro (no poseelos pines 4 y 6). El envasees antiestático para evitarel daño causado por ladescarga electrostáticadurante el transporte y lamanipulación.

Por último, si requiere untransmisor más estable, esdecir, con menor corri-miento de frecuenciapara transmisiones demás tiempo, puede cons-truir el circuito de la figura6, cuya explicación labrindamos en el libroTransmisores y Receptoresde AM y Fm, tercera edi-ción (Editorial Televisa,2005).

Montaje

Figura 6 - Otro transmisor de TV.


controlador de artefactos por línea telefónica

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