SOMMARIO - Pannullo · 2007. 10. 19. · In ogni casa convivono ormai televisori, videoregistratori, raffinati ... il kit completo del dispositivo. utilizzando delle normali pinzette.

Elettronica In - settembre ‘96 1

ELETTRONICA IN Rivista mensile, anno II n. 12 SETTEMBRE 1996

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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SOMMARIOSURGE VOLTAGE PROTECTORUtilizzato sulla tradizionale rete elettrica a 220 volt sopprime lesovratensioni che possono danneggiare, anche seriamente, leapparecchiature elettriche ed elettroniche.

CODIFICATORE DTMF A TASTIERAUtilizza come integrato generatore un microcontrollore Zilog Z8opportunamente programmato.

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REGISTRATORE DIGITALE 2÷4 MINUTIRegistratore/lettore per i nuovissimi chip della famiglia ISD33000con una capacità compresa tra 2 e 4 minuti.

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UNA SIRENA ... SEI SUONIIdeale per allarmi e sistemi antifurto, può generare 6 differentisegnali acustici con una potenza di uscita di ben 25 watt.

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IL LUMINO SOLAREUn’applicazione particolare del microcontrollore PIC16C54: ilchip viene utilizzato per pilotare un led ad alta luminosità inmodo da simulare la fiamma di una candela di cera.

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IL TELEFONO SEGRETOSiete assillati da chiamate di sconosciuti che vi infastidiscono atutte le ore? Vi proponiamo un circuito che risponde automatica-mente senza però farlo notare a chi vi chiama, permettendovi diascoltare cosa dice in attesa della vostra risposta.

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

281 del 7-5-1996.

CORSO DI PROGRAMMAZIONE PER Z8Impariamo a programmare con la nuovissima famiglia di microcontrollori Z8 della Zilog caratterizzata da elevate prestazioni, grande flessibilità e basso costo. Terza puntata.

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Mensile associatoall’USPI, Unione StampaPeriodica Italiana

ALLA SCOPERTA DEI D.S.P.Per imparare ad utilizzare questi nuovi processori che stannorivoluzionando il sistema di elaborazione dei segnali digitali.

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RADIOCOMANDO A 220 VOLTSemplice ricevitore codificato per radiocomado alimentato dallarete elettrica a 220 volt tramite un circuito RC.

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Nell‘ ultimo decennio, l’evoluzione elettronica haindubbiamente influenzato in modo determinante la

nostra era inserendosi in ogni oggetto di uso quotidia-no, rendendo accessibile alla quasi totalità delle per-sone, sofisticate apparecchiature ad elevato conte-nuto tecnologico. In ogni casa convivonoormai televisori, videoregistratori, raffinatiimpianti di riproduzione hi-fi, e sempre maggior-mente vanno diffondendosi anche PersonalComputer, modem, fax, forni a microonde, idro-massaggi ed automatismi radiocomandati divario tipo. Benché questesiano altamente affidabi-li, nella maggioranzadei casi possono essereseriamente danneggia-te o messe permanen-temente fuori uso, daun semplicepicco di extra-tensione chepuò improvvi-s a m e n t esovrapporsi allanormale tensionedella linea di alimentazione (rete 220 volt) persvariati ed improvvisi, benché prevedibilimotivi. L’effetto maggiormente devastante èsicuramente prodotto dalla caduta di un fulminesu una linea aerea e, in alcune zone particola-ri, anche dall’elevata elettricità atmosferica che

si accumula durante i temporali e che si scarica su recin-zioni metalliche e quindi sugli impianti di distribu-

zione elettrica e telefonica. Tra lecause di sovratensioni dobbiamo anche con-siderare, in misura minore per intensità macertamente non sottovalutabile, l’attiva-zione e lo spegnimento di carichi di tipo

induttivo, quali, ad esempio, i motoripresenti normalmente nei frigoriferi enelle lavatrici. Alcune aziende, lea-

der mondiali nella produzione di com-ponentistica, dopo anni di ricer-

ca hanno messo a puntonuovi componenti in

grado di eliminareo quantomeno

ridurre id a n n o s ieffetti dellesovraten-sioni cheinteressanole linee

elettr iche.Utilizzando

questi dispo-sitivi abbia-

mo progettatoe realizzato un

efficace sistemadi protezione da

UTILISSIMO

SURGE VOLTAGEPROTECTOR

di Gabriele Peretto

Utilizzato sulla tradizionale rete elettrica a 220 volt sopprime lesovratensioni che possono danneggiare, anche seriamente, le apparecchiature

elettriche ed elettroniche.


10 Elettronica In - settembre ‘96

sovratensioni che riunisce in sé presta-zioni eccellenti ad un costo contenuto.Un sistema di protezione a due stadi, ilprimo dei quali si assume il compito dilimitare l’ampiezza dei segnali impulsi-vi con fronti di salita molto ripidi quali,ad esempio, i picchi di tensione deter-minati dalla caduta di un fulmine,assorbendo la notevole energia sprigio-nata e limitando la tensione a 700 V~in circa 500 nsec; in questa fase posso-no essere assorbiti picchi di correntefino a 10.000 A. Il secondo stadio prov-vede, successivamente, a limitare latensione in linea a circa 300 volt inpoco meno di 25 nsec, tensione che nel-l’ultima fase di intervento della prote-zione viene limitata definitivamente adun valore inferiore ai 70V. Per un fun-

zionamento ottimale dell’apparecchia-tura è necessario che l’impianto elet-trico disponga di adeguata linea diterra nonché dei relativi punti dicollegamento oltre che, naturalmente,di un interruttore differenziale (salva-vita), peraltro obbligatorio secondo lenormative vigenti in materia di sicurez-za.

PRINCIPIODI FUNZIONAMENTO

Il circuito, decisamente molto sempli-ce, è stato collaudato per 2 anni in zoneparticolarmente soggette a violentitemporali ed attraversate da numeroselinee ad alta tensione. Dopo aver subitosvariate modifiche ha assunto la veste

schema elettrico COMPONENTI

R1/C1: Rete RC 100 Ohm/100 nF

MOV1 : Varistore 275L40



SVP1: Scaricatore a gas UZ470B56

SVP2: Scaricatore a gas UZ470B56

Varie:

- piastrina stampata FT137;

- scatola octal per cablaggi elettrici;

- zoccolo octal con morsetti.

definitiva proposta in queste pagine.L’attuale circuito dispone, comedescritto in precedenza, di una doppiaprotezione affidata in prima battuta agliscaricatori a gas SVP1-SVP2 e inseguito ai varistori MOV1-2-3. E’ statainoltre introdotta un ulteriore protezio-ne “fine” affidata alla rete snubberR1/C1 la quale interviene velocementein presenza di piccoli disturbi e picchigenerati dalla chiusura di contatti mec-canici quali interruttori, relè e motorielettrici.

IL MONTAGGIO

Il dispositivo è stato montato su un cir-cuito stampato di potenza realizzatotramite innovative tecnologie di fotoin-


CARATTERISTICHE TECNICHE

Tensione max. del circuito................................... 250 VcaCarico max. applicabile in uscita ....................... 3000 WTensione max. del circuito .................................. 250 VcaTensione max. d’innesco filo/terra a 100V/µS... 700 VTensione max. d’innesco filo/filo a 1 mA........... 430 VTensione min. di spegnimento ............................. 150 V min.Corrente max. di scarica impulsiva 8/20 µS...... 10.000 ACorrente nominale di scarica a 1 sec................... 10 ACorrente AC di follow-on a 1/2 ciclo ................... 80 A peakCorrente minima di autoripristino ..................... 200 mAVita media 500 A per 10/10.000 µS .................... 300 cicli

cisione su materiale metallico ad eleva-tissima conducibilità, facilmente salda-bile a stagno, che oltretutto resistebenissimo alla corrosione ed all’ossida-zione. In pratica i vari componenti sonosaldati a tre particolari metallici realiz-zati in fotoincisione che rappresentanoaltrettante piste di potenza garantendonel contempo una buona resistenzameccanica. Nella versione disponibilepresso la ditta Futura Elettronica, le trepiste si trovano inizialmente su una pia-strina metallica dalla quale si staccanoagevolmente; successivamente le trelamine vanno opportunamente piegatee saldate in prossimità degli angoli alfine di migliorare la rigidità e la tenutameccanica del sistema. In seguito,dopo aver acquistato uno zoccolo octal

si infilano i terminali di quest’ultimo(nell’ordine indicato dalla serigrafia)nelle tre lamine provvedendo subitodopo alla relativa saldatura. Andrannopoi saldati anche i tre varistori e la reteR1/C1. Per ultimi dovranno essereinseriti gli scaricatori SVP1-2, i cui ter-minali andranno tagliati in modo danon superare la lunghezza di 3÷3,5mm. Questi componenti, dovendo esse-re sostituiti dopo circa 300/400 inter-venti (in quanto perdono gradualmentele caratteristiche ottimali di funziona-mento), potranno anche non essere sal-dati avendo però cura di modellare lemollette del circuito di sostegno affin-ché garantiscano un buon contatto. Ilcomponente potrà facilmente essereinserito (oppure rimosso) dall’esterno

Le tre piste metalliche utilizzateper il cablaggio del circuito si

ottengono mediante lafotoincisione di una piastra

metallica. Le immagini in bassochiariscono come devono esseresagomate ed utilizzate tali piste.

PER IL MATERIALE

Tutti i componenti utilizzati per realizzare il circuito di prote-zione descritto in queste pagine sono disponibili presso la dittaFutura Elettronica (V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina-MI tel0331-576130 fax 0331-578200) la quale commercializza ancheil kit completo del dispositivo.

utilizzando delle normali pinzette. Aquesto punto il circuito è completo: perultimare il lavoro basta montare ilcoperchio di protezione che andrà inse-rito a scatto sul supporto octal.Ribadiamo l’importanza di abbinare alcircuito un interruttore magnetotermi-co il quale salvaguarda la vita e l'affi-dabilità del circuito prevenendone laprecoce distruzione in caso d’interven-ti particolarmente gravosi. Il magneto-termico va collocato in serie alla lineaelettrica dopo il contatore ENEL e ilrelativo interruttore termico. Il nostrocircuito si collega in parallelo alla lineaelettrica tramite i morsetti n.2 e n.7 chepossono essere collegati indifferente-mente al neutro o alla fase. Il dispositi-vo può anche essere collegato in serieutilizzando i terminali 2 e 7 comeingressi ed il 3 e il 6 come uscite. Laterra dell’impianto potrà essere colle-gata ai terminali 1/8 o 4/5. In ogni casola nostra protezione andrà comunqueposizionata tra l’interruttore magneto-termico e gli utilizzatori. Il progetto éstato realizzato in una scatola tipooctal inseribile sul relativo zoccolo, ilquale può essere indifferentemente fis-sato tramite due viti oppure innestatosu apposita guida DIN montando ilrelativo accessorio e creando così unsistema veramente versatile.Consigliamo di controllare periodica-mente il buon funzionamento del“SALVAVITA” seguendo le istruzioniriportate sullo stesso, verificando con-temporaneamente l’integrità del circui-to di protezione ed eventualmentesostituendo, se necessario, gli scarica-tori a gas.

NOVITA’ ASSOLUTA

REGISTRATORE DIGITALE

2 ÷ 4 MINUTIdi Arsenio Spadoni

L’ evoluzione tecnologica non si arresta e coinvolgegiorno dopo giorno tutti i campi della tecnica e

delle costruzioni, specialmente quelle elettroniche; nelcampo della componentistica attiva assistiamo quasiquotidianamente alla nascita e all’affinamento di cir-cuiti integrati sempre più sofisticati, sempre più com-pleti e compatti. Ultimamente siamo rimasti colpiti daun prodotto in particolare, un integrato per sintesi voca-le che, a dire il vero, attendevamo da tempo. Ricordategli integrati della ISD, i chip per sintesi vocale comple-ti ed affidabili della Information Storage Devices? Li

avevamo lasciati poco dopo l’uscita dei ChipCorder,evoluzione delle prime serie (ISD1000 e ISD2000) da12 secondi fino a 2 minuti di capacità. ChipCorder aparte, i registratori digitali one-chip della ISD fino adoggi potevano memorizzare voci e suoni per un mas-simo di 3 minuti anche se, sul nostro mercato, i chipeffettivamente disponibili erano gli ISD2590 da 90secondi. Da allora ci si è sempre chiesti quando la ISDavrebbe messo a disposizione nuovi integrati più“capienti”. Ora l’attesa è finita: la ISD ha annunciato,distribuendo i primi esemplari anche in Italia, l’uscita


Registratore/ lettore per inuovissimi chip ISD da

2÷4 minuti; facile da utilizzare

grazie all’impiego di unmicrocontrollore che

gestisce tutte lefunzioni. Completo di

microfono e altoparlante.Disponibile in scatola di

montaggio.

della nuova serie ISD33000 che comprende nuovi chipper sintesi vocale capaci di memorizzare e riprodurresuoni e voci per un tempo compreso tra 2 e 4 minuti.In questo articolo vi proponiamo unprogrammatore/lettore che utilizza l’ISD33180, unchip vocale della capacità di 3 minuti (la parte finaledella sigla, 180, indica la durata in secondi: 180, cioè 3minuti) che riserva una grande novità. Prima di scende-re nei dettagli vogliamo richiamare rapidamente lecaratteristiche dei primi integrati ISD, in modo da ren-dere evidenti le principali innovazioni introdotte nella

serie 33000 e le differenze tra questa e le precedentiISD1000 e 2000. Gli integrati della ISD si distinguonodagli altri sintetizzatori perché raggruppano in un solochip tutte le parti, cioè i convertitori A/D e D/A, lamemoria, gli amplificatori audio di ingresso (permicrofono) e di uscita (per pilotare direttamente unaltoparlante) e la logica di controllo. I componenti delleserie ISD1000 e 2000 si potevano controllare sempli-cemente con un paio di pulsanti ed una semplice logicaesterna, integrata nel chip. La famiglia ISD33000 pre-senta invece una novità assoluta: i chip non si control-


Una realtà in continua evoluzione, questa è laInformation Storage Devices, la Casa californianaproduttrice degli integrati DAST per sintesi vocale.L’abbiamo conosciuta alla fine del 1992 quando,prima tra tutti i pro-duttori di semicon-duttori presentò isuoi prodotti per sin-tesi vocale: i primiregistratori digitalisingle-chip, gli unici,all’epoca, in gradodi funzionare da completi registratori audio allostato solido senza bisogno di memorie e convertito-ri esterni, ma con un semplice microfono ed un alto-parlante. Quella della ISD è stata una scommessa,vincente a giudicare dal favore raccolto in questianni tra i progettisti e gli OEM (Original Electronic

Manufacturer) che hanno impiegato un po’ ovunquegli integrati DAST. Dai primi, limitati integrati DAST(Direct Analog Storage Technology) della famigliaISD1000 (da 10 a 20 secondi) abbiamo visto nasce-

re versioni semprepiù potenziate e sem-plificate: gliISD2000 (fino a 2minuti di registrazio-ne) e i ChipCorder(controllabili consemplici pulsanti) ed

ora, a qualche anno di distanza dalla prima appari-zione, i nuovissimi chip da 2 a 4 minuti della serieISD33000, studiati e realizzati per essere utilizzaticon i microcontrollori. Complimenti ISD! Adessoaspettiamo i già annunciati registratori digitali allostato solido da 15 e 20 minuti.


la nuova

In queste pagine proponiamo perla prima volta un dispositivo rea-lizzato con i nuovissimi integratiISD della serie 33000, chip persintesi vocale della capacità di 2minuti (ISD33120) 2 minuti emezzo (ISD33150) 3 minuti(ISD33180) e 4 minuti(ISD33240). Si tratta di completiregistratori digitali per la bandavocale che, a seconda del tipo,hanno una risposta in frequenzaestesa fino a 3,5 KHz. Sono com-pleti perché è sufficiente applicareloro un segnale in ingresso perregistrarlo (dando appositicomandi) e, volendo, riprodurlocon l’ausilio di un piccolo ampli-ficatore BF. Questi nuovi chipsono l’evoluzione mirata dei pre-cedenti sintetizzatori vocali pro-dotti dalla ISD, quelli della serieISD1000 e della ISD2000; dicia-mo mirata perché se i precedentiISD venivano controllati manual-mente questi nuovi ISD33000sono stati studiati per essere gesti-ti direttamente da un microproces-sore e comunque serialmente. Ciòper sfruttare a pieno le possibilitàche tra breve scopriremo insieme.Va detto che rispetto ai precedenti

ISD1000 e 2000 queste nuove ver-sioni hanno perso qualcosa, valea dire lo stadio di potenza in usci-ta che permetteva l’ascolto delsegnale riprodotto direttamente inun altoparlante, sia pure a poten-za modesta: l’uscita audio (pin13) degli ISD33000 va collegataad un amplificatore di potenzacon impedenza di ingresso nonminore di 5 Kohm. Gli ISD33000hanno perso anche l’amplificatoremicrofonico con relativo AGC,implementato nelle precedentiserie: ora l’ingresso è differenzia-le e può essere usato sia in mododifferenziale che singolo; nelprimo caso la sensibilità è di 16mV picco-picco per ciascun pie-dino (16=ingresso invertente;17=ingresso non-invertente) men-tre in modo singolo risulta di 32mVpp. Utilizzando l’ingresso inmodo singolo occorre connetterea massa, tramite un condensatore,il piedino non usato tra il 16 e il17. Dicevamo che, a differenza deiprecedenti, i nuovi integrati ISD sicomandano serialmente: più pre-cisamente, dispongono di uncanale dati seriale per la ricezio-ne dei comandi, facente capo al

lano più mediante pulsanti e linee dicomando distinte, ma tramite un sem-plice bus sul quale transitano segnali dicontrollo e di diagnostica. In pratica gliISD33000 si controllano mediantelinee di comando seriali, il che rendepraticamente necessario l’impiego dimicroprocessori o microcontrolloricapaci, opportunamente programmati,di gestire completamente il funziona-mento dei chip vocali. Non a caso ilcircuito che vi proponiamo è gestito daun microcontroller, nuovo anch’esso. Ichip della nuova famiglia, come quellidelle serie precedenti, contengono isoliti A/D e D/A, una memoria nonvolatile di tipo EEPROM ripartita in800 locazioni indirizzabili distintamen-te, un amplificatore di ingresso stavoltadi tipo differenziale, ed uno di uscitache però ha solo la funzione di buffer.Esiste ovviamente un’unità logica dicontrollo, un po’ più complessa di quel-la dei precedenti integrati ISD: infattiquesta deve gestire l’invio di dati seria-li e deve accettare comandi ancora informa seriale. Dopo aver studiatoattentamente la documentazione forni-ta dal costruttore abbiamo messo apunto lo schema che vedete in questepagine, scegliendo, come unità digestione e supervisione, un microcon-trollore interessante ed attuale: loZ86E04 della Zilog; questo microcon-trollore è stato programmato per gesti-re le principali operazioni di funziona-mento del sintetizzatore vocale, limita-tamente alla registrazione e alla letturadi un messaggio vocale. In pratica ilmicrocontrollore “conosce” bene leesigenze dell’ISD33180 e per ognioperazione sa come comunicare adesso le necessarie istruzioni, interpre-tando le sue risposte. Come vedetedallo schema elettrico il microcontrol-lore è connesso a due pulsanti che per-mettono di comandare la registrazionee la lettura di un messaggio; due LEDsegnalano quando l’integrato sta regi-strando (LD1) e quando sta riproducen-do (LD2) il messaggio contenuto inmemoria. Per ciascuna delle operazioniil microcontrollore provvede a dare inecessari comandi al canale serialedell’ISD33180, rilevando poi lo statodelle uscite che ne comunicano la con-dizione di funzionamento. Nelle righeche seguono spiegheremo come vengo-no svolte tutte le funzioni, in modo da


famiglia ISD 33000

piedino 2 (MOSI=Master OutSlave In). Ogni comando è compo-sto da 16 bit, di cui i primi 10costituiscono gli indirizzi dellamemoria, ripartita in 800 locazio-ni, 1 è fittizio (la Casa lo ha riser-vato per modificare in futuro ilformato dei dati senza alterare lastruttura del comando) e gli ultimi5 costituiscono il comando vero eproprio che l’ISD33000 deve ese-guire. Ciascuno dei 5 bit è riferitoad una funzione, attiva ad 1 logicoe inibita a zero; dal primo all’ulti-mo, i bit di comando hanno ilseguente significato: 1) ricercaveloce dei messaggi; 2) ignoraindirizzi in registrazione o lettura;3) accensione del componente(normalmente è in standby); 4)selezione registrazione/ascolto(0/1 logico); 5) esecuzione opera-zione. Per il buon funzionamentodella comunicazione serialel’ISD33000 deve ricevere un clockal piedino 28 (SCLX) al fine disincronizzare il dispositivo di con-trollo con la propria interfacciaseriale; inoltre, il chip riceve unalinea di comando e la tiene inmemoria solo quando il suo piedi-no 1 (/SS, in pratica uno “strobe”)

commuta da 1 a 0 logico, eseguen-dola dopo il fronte di salita (0/1logico) sul medesimo piedino.Naturalmente il chip ISD disponedi alcune uscite utili per comuni-care al dispositivo di controllo ilsuo stato di funzionamento: aparte il piedino 3, che costituiscel’uscita seriale (posta nello statodi alta impedenza quando il dispo-sitivo è in standby) verso il dispo-sitivo di comando, l’ISD33000 haun’uscita (RAC, piedino 24) checomunica in ogni istante della let-tura o della registrazione la loca-zione di memoria in cui sta ope-rando, ed un’altra (/INT, piedino25) che indica al dispositivo dicomando il termine della riprodu-zione o della registrazione, ocomunque il termine della memo-ria disponibile. Il piedino 24 per-mette di contare le locazioni dimemoria passate in registrazione oin lettura consentendo di conosce-re, ad esempio, in quale intervallosi trova una certa parola o unafrase che si vuole cancellare osostituire; permette inoltre, nellaricerca veloce (Message Cueing,attivata con il primo bit di coman-do a livello 1) di localizzare l’ini-

zio di un messaggio o il punto dalquale si vuole ascoltare il conte-nuto della memoria. Ad esempio,se sono stati memorizzati tre mes-saggi e ci interessa il secondo, siva a cercare, ascoltando il conte-nuto dall’inizio, il punto in cuiquesto comincia: ci si ferma e silegge il conteggio degli impulsidati dal pin 24, quindi si fa partireil chip in riproduzione dall’indiriz-zo rilevato. Il piedino 25 (/INT) èinvece paragonabile all’EOM eall’OVR dei precedenti DAST ecommuta da 1 a 0 logico nelleseguenti condizioni: in riproduzio-ne, al termine del messaggio incorso (anche se non termina allafine della memoria) e comunqueal raggiungimento di un End OfMessage; in registrazione, quandosi esaurisce la memoria disponibi-le. Come per gli ISD1000/2000, adogni fine registrazione la logicadel chip mette in memoria un“segno” di fine messaggio, che inlettura provvederà a dare unimpulso di INTerrupt al pin 25.Notate che utilizzando il canaleseriale è possibile, interrogandol’ISD33000, conoscere le posizionidegli EOM, se ce ne sono.


rendere comprensibile il metodo di fun-zionamento dell’integrato ISD; si con-sideri innanzitutto che dopo l’accen-sione del circuito quest’ultimo si trovaa riposo (standby) ovvero nella moda-lità Power-Down: in questa condizioneè alimentata solo l’unità logica e ilcomponente consuma solo pochimicroampère di corrente. E’ inveceoperativo il microcontrollore Zilog, cheall’accensione inizializza le proprieporte P0, P2; i due bit usati della P3sono invece due ingressi e restano tali:sono in pratica gli ingressi per i pulsan-ti che comandano registrazione e ripro-duzione. I bit P00 e P01 (porta zero)vengono impostati come uscite e lostesso dicasi per P23, P24 e P25, men-tre P20, P21 e P22 (i restanti bit dellaporta 2) vengono configurati comeingressi. Dal piedino 18 (P23) l’U2invia il segnale di clock per sincroniz-

zare la porta seriale dell’U3 con la pro-pria uscita dati, localizzata al piedino12 (P01). Il micro è a sua volta sincro-nizzato dal segnale di clock ricavato alsuo interno dall’oscillatore, esterna-mente accessibile dai piedini 6 e 7, aiquali è collegato un quarzo da 8,00MHz che ne stabilizza la frequenza dilavoro. Per attivare l’ISD33180 occorredargli un comando di Power-up, ancorprima di dargli comandi del tipo “regi-stra” o “leggi in memoria”; allo scopo,il microcontrollore U2 è stato program-mato per generare al momento giustoun’istruzione di accensione. Per capirebene la cosa vediamo come avviene laregistrazione: la si avvia premendo perun istante il pulsante P1, allorché, por-tando a massa il piedino 9 del microquest’ultimo avvia la routine di regi-strazione (vedi flow-chart a pagina 19).Innanzitutto U2 pone a livello basso il

proprio piedino 11, che manda allostesso livello lo “strobe” dell’U3; ades-so quest’ultimo è pronto a ricevere lalinea di comando. Subito dopo il microgenera un comando composto (cometutti quelli previsti dall’ISD33000) da16 bit così organizzati: i primi 10, cor-rispondenti agli indirizzi in memoria,sono tutti a 0 (indirizzi diversi non ver-rebbero considerati in questa fase) il bit11 è zero anch’esso, quindi dei bit dicomando è ad 1 solo il terzo, ovvero il14 della striscia di comando. In praticail comando di accensione del chip ISDha questa struttura: 0000000000-0-00100. Il microcontrollore riporta alivello alto il proprio piedino 11 ecomunica allo “strobe” dell’ISD chepuò acquisire ed eseguire il comando;U3 si accende. Contemporaneamente ilmicro attiva il proprio piedino 25 edaccende il LED rosso, cioè LD1, indi-

schema elettrico


Sappiamo che i nuovi chip ISD sono predisposti per esse-re comandati serialmente, attraverso il piedino 2 checostituisce il canale entrante della linea seriale. I coman-di, o istruzioni, sono composti sempre da 16 bit, e scan-diti da due transizioni logiche al piedino 1. Dei 16 bit,arrivano per primi i 10 che costituiscono gli indirizzi dimemoria (A0÷A9); questi non servono sempre e nonsempre vanno specificati. Segue un bit, non gestito neichip della serie ISD33000 e lasciato dal costruttore pro-babilmente per aggiungere un indirizzo (nel caso doves-sero nascere integrati più capienti) senza modificare lastruttura delle istruzioni nelle serie future. Dal 12° al 16°i bit costituiscono i comandi veri e propri: ciascuno diquesti 5 bit determina, a seconda che valga 0 o 1 logico,una certa condizione di funzionamento limitatamente allapropria funzione. Va notato che con questi bit di coman-do si controllano 5 funzioni e non 2 alla 5^ come sareb-be logico, trattandosi di bit binari: ogni bit ha infatti unaposizione ed un’azione legate ad una sola funzione. Perla precisione, il primo bit (12° dell’istruzione) attiva ad 1e disattiva a 0 la fun-zione di ricerca deimessaggi; il secondo fapartire registrazione olettura ignorando lostato dei primi 10 bit diindirizzo ad 1 logico, econsiderandoli seposto a 0 logico; ilterzo, a livello 1 deter-mina l’attivazione delchip, mentre a 0 lomette in standby o lotiene in questo stato segià vi si trova; il quar-to determina la condi-zione di funzionamento dell’integrato, che registra a 0logico e legge se questo bit è a livello alto; l’ultimo bit(RUN) determina l’avvio delle fasi del chip a livello alto,o l’arresto se viene messo a livello basso. Tutto chiaro?Dei comandi va detto che vanno dati secondo un certoordine e in una certa forma: ad esempio, non esisten-do un comando di riproduzione occorre dare più istru-zioni per comporlo; se ciò vi sembra una inutile difficoltàpensate che questa struttura permette di differenziare lostesso comando, ottenendo più funzioni di quelle ottenibi-li con comandi ad unica istruzione, oltretutto utilizzandoun solo piedino! In ogni caso ricordate che dopo aver ali-mentato l’integrato, per fargli eseguire qualunque funzio-ne occorre prima toglierlo dalla condizione di standby;allo scopo occorre un’istruzione solo per accenderlo,istruzione che si può dare senza specificare alcun indiriz-zo e mettendo a livello alto, dei 5 bit di comando, solo il3° (Power-UP). L’integrato è pronto ad eseguire altre

istruzioni dopo circa 25 msec. Per registrare occorrequindi dare due istruzioni una dopo l’altra: la prima, spe-cificando l’indirizzo 0000000000 in memoria, avente alivello 1 il terzo e l’ultimo bit di comando. Il significatodella linea di comando è quindi il seguente: MC disatti-vato, indirizzi considerati, chip acceso, registrazione atti-va, RUN attivo. La seconda istruzione non richiede la spe-cificazione di alcun indirizzo perché ordina al chip diregistrare dalla locazione di memoria successivamentedisponibile (quindi dalla 2^) ed ha i 5 bit di comando cosìdisposti: 01101. In pratica il comando contiene i seguen-ti ordini: MC disattivato, indirizzi ignorati, chip acceso,registrazione attiva, RUN attivo. Per arrestare la registra-zione (lo stesso vale per la lettura) occorre dare un’i-struzione con il quinto bit di comando a 0 logico: adesempio va bene la forma XX1X0; in pratica non conta-no i livelli dell’MC e dell’IAB (Ignore Address Bus, lafunzione che permette di considerare o ignorare gli indi-rizzi di memoria) e tantomeno quello del play/rec. Gliindirizzi qui non hanno alcun senso. Notate che è disatti-

vato il RUN ma restaa livello alto il power-up quindi l’integratoresta acceso. Se sivuole arrestare l’ope-razione in corso (playo registrazione) met-tendo in standby l’in-tegrato occorre cheanche il 3° bit dicomando sia a 0.Infine, per la letturavale il solito discorso:se il chip è in standbysi deve dare l’istruzio-ne di power-up senza

indirizzi (00100) quindi, trascorsi i 25 ms, si dà l’istru-zione, con gli indirizzi della prima locazione di memoria(tutti 0) 00111, che differisce da quella di registrazioneperché il 4° bit ha livello 1 e non 0; tale istruzione(PLAYPWR) dice al chip di leggere nella locazione dimemoria specificata. Successivamente si dà l’altra istru-zione, senza specificare alcun indirizzo: 01111 (anche inquesto caso il 4° bit è ad 1); questa istruzione (PLAYDD)dice al chip di leggere dalla locazione successiva a quel-la appena indirizzata. Il primo dei bit di comando (MC)posto a livello alto attiva la funzione di ricerca veloce deimessaggi: in pratica permette di ascoltare l’intero conte-nuto della memoria di un ISD33000 ripartito in più mes-saggi senza considerare gli EOM (fine-messaggio) chediversamente forzerebbero l’arresto del chip al termine diciascun messaggio. Con il primo bit di comando a livelloalto non viene attivata l’uscita /INT. Comunque, nelnostro caso, questa funzione non viene utilizzata.

IL SET DI ISTRUZIONI DELLA FAMIGLIA ISD33000

Istruzione Control bit Address bit

POWER UP 0 0 1 0 0 XXXXXXXXXXXRECPWR 1 0 1 0 0 X A9÷A0STOPPWRD 0 X 0 X X XXXXXXXXXXXSTOP 0 X 1 X X XXXXXXXXXXXPLAYPWR 1 1 1 0 0 X A9÷A0RECD 1 0 1 1 0 XXXXXXXXXXXPLAYMC 1 1 1 0 1 X A9÷A0PLAYMCD 1 1 1 1 1 XXXXXXXXXXXPLAYDD 1 1 1 1 0 XXXXXXXXXXXRINT 0 X 1 0 0 XXXXXXXXXXX


Nel progettare il registratore/lettore per la nuovafamiglia ISD abbiamo impiegato un microcontrollo-re Zilog, precisamente uno dellaserie Z8: si tratta dello Z86E04, uncomponente molto versatile basatosu un’architettura ad 8 bit, dotatodi tre porte di cui una bit-program-mabile; questo microcontrollorepuò lavorare con una frequenza diclock fino a 8 MHz e dispone di unamemoria RAM da 1 KByte (128Kx8bit) e di una ROM (OTP memory)della stessa capacità. Delle porte diI/O dicevamo che sono 3: la prima,chiamata “port 0” è a 3 bit (P00, P01, P02) tutti uti-lizzabili come ingressi o uscite, a seconda della pro-

grammazione e della conseguente inizializzazione;anche la terza porta, chiamata “port 3”, è a tre bit,

però tutti previsti a livello hardwa-re come ingressi. La seconda porta(port 2, composta dai bit P20, P21,P22, P23, P24, P25) dispone di 6bit, programmabili singolarmentecome ingressi o uscite. In pratica,mentre i bit della porta 0 si possonoimpostare tutti come ingressi ouscite, quelli della port 2 possonoessere impostati, ad esempio, 2come ingressi e 4 come uscite, oppu-re 3 come ingressi ed altrettanti

come uscite, ecc. Lo Z86E04 si presenta in conteni-tore plastico dual-in-line a 9 piedini per lato.

il microcontrollore Zilog Z86E04

candoci che sta organizzando la regi-strazione. Il pin 11 del micro tornaquindi a livello basso e prepara ilDAST U3 alla ricezione di un nuovocomando, che sarà, questa volta, un’i-struzione del tipo: “registra nella primalocazione di memoria”. In pratica vienegenerata la striscia seguente:0000000000-0-00101, che determina,oltre al Power-Up dell’ISD, l’istruzio-ne di RUN (ultimo bit a livello alto). Ilchip vocale inizia quindi a lavorare e,trovandosi il penultimo bit di comandoa zero (0=record, 1=playback) registranella prima locazione di memoria ilsegnale ricevuto al piedino 16. E’ inte-ressante notare il particolare modo difunzionamento degli ISD33000: perpoter registrare, come per poter poi ria-scoltare la registrazione fatta, è neces-sario dare 2 istruzioni di registrazioneinvece di una sola; infatti la prima(RECPWR) deve ordinare al chip diregistrare nella locazione iniziale,caratterizzata dall’indirizzo0000000000, e la seconda deve ordina-re la registrazione nella prima locazio-ne disponibile, ovvero nella successiva,indirizzata con: 0000000001 (attenzio-ne che nella comunicazione tra micro eISD il bit A0 esce per primo, non per

ultimo, quindi la locazione in questioneappare indirizzata così: 1000000000).Diversamente il chip non funziona. Ciòè stato fatto dai progettisti della ISD

per poter sfruttare, con soli 5 bit dicomando, senza combinazioni tra loro,tutte le possibilità di indirizzamentoquali la ricerca in memoria e la parti-zione in più messaggi; comunque que-sto argomento per ora non ci riguarda.Torniamo alla fase di registrazione delmessaggio e vediamo che alla finedella striscia di comando il pin 11 delmicro torna a livello alto. Subito dopoU2 porta nuovamente a zero logico illivello del proprio piedino 11 e produ-ce l’istruzione di “registrazione dallaprima locazione disponibile”, distintaappunto dalla forma: 1000000000-0-01101 (RECD); il pin 11 dell’U2 tornaa livello alto riportando nella stessacondizione l’1 dell’ISD, il quale ese-gue l’istruzione e registra quanto rice-vuto al piedino 16 nella propria memo-ria, a partire dalla seconda locazione efino a che il micro non fornisce l’istru-zione di STOP. Questa istruzione si puòottenere manualmente o automatica-mente: nel primo caso U2 la genera sevogliamo interrompere la registrazionepremendo di nuovo P1; nel secondocaso lo STOP viene forzato perché ter-mina la memoria a disposizione. Infattise la registrazione si protrae oltre iltempo disponibile (3 minuti nel nostro

caso) l’ISD33180 si ferma e dà unimpulso negativo dal proprio piedino25 (/INT). Il microcontrollore ricevequesto impulso al piedino 17 e capisce

che è il momento di sospendere l’ope-razione in corso; pone ancora a livellobasso il proprio piedino 11 e disponel’ISD a ricevere questa linea di coman-do: 0000000000-0-00000, che indica alchip vocale di arrestarsi e di tornare instandby. Notate infatti che il bit diRUN e quello di Power-up sono a livel-lo basso. In questo comando non con-tano gli indirizzi e tantomeno il bitplay/rec. Notate che in registrazione ilchip vocale può scegliere tra 2 segnalida registrare, a seconda dello stato deldip-switch DS1: se è chiuso versoR12 ed R11 viene registrato il segna-le eventualmente applicato all’ingressodi linea (questo segnale non devesuperare l’ampiezza di circa 30 mV);se è chiuso su C11 viene registrato ilsegnale captato dal microfono even-tualmente collegato ai punti MIC.Osservate che, data la modesta sensibi-lità dell’ingresso dell’ISD33180, èstato necessario inserire un semplicestadio amplificatore a transistor perelevare il livello del segnale microfo-nico. Ai punti MIC si può collegarequalunque microfono tradizionale(magnetico) o una capsula electret. E’evidente che si può selezionare un soloingresso per volta, oppure, avendo col-

legata una fonte BF all’ingressoLINEA ed un microfono ai punti MIC,si può miscelare i due segnali permemorizzare messaggi particolari.


Bene, lasciamo la registrazione evediamo come avviene la lettura, che sicomanda semplicemente premendo perun istante il pulsante P2; così facendo

si dà un impulso negativo al piedino 10del microcontrollore, il quale avvia laroutine di riproduzione: innanzituttoinvia sul piedino 12 la solita istruzione

di accensione per il DAST U3, quindiprovvede a portare a livello alto il pro-prio piedino 1, facendo illuminare ilLED verde (LD2). Ovviamente prima

diagramma di flusso del programmacontenuto nel microche pilota il chip ISD


piano di cablaggio e ...

COMPONENTI

R1: 100 KohmR2: 100 KohmR3: 1 KohmR4: 1 KohmR5: 100 KohmR6: 100 KohmR7: 330 ohmR8: 1 Kohm

R9: 33 KohmR10: 4,7 KohmR11: 47 KohmR12: 4,7 KohmR13: 10 OhmR14: 1,5 KohmR15: 47 Kohm trimmerC1: 470 µF 25VLC2: 100 µF 16VLC3: 100 nF multistrato

C4: 27 pF ceramicoC5: 27 pF ceramicoC6: 1 µF 16VLC7: 100 nF multistratoC8: 100 nF multistratoC9: 22 µF 16VLC10: 100 nF multistratoC11: 100 nF multistratoC12: 100 nF multistratoC13: 100 nF multistrato

di inviare l’istruzione di accensionepone a livello basso il proprio piedino11; lo riporta a livello alto al terminedell’istruzione, dando l’impulso di stro-be all’U3. Subito dopo il micro riportaa livello basso il proprio piedino 11 einvia all’U3 l’istruzione di letturaall’indirizzo iniziale (PLAYPWR, ana-loga a quella di registrazione, solo cheil 4° bit di controllo è a livello alto)che ha il seguente formato:0000000000-0-00111; inviata l’istru-zione il pin 11 assume nuovamente l’1

logico ed eccita lo strobe dell’integratoISD, che provvede ad avviare la lettura.Per proseguire con l’ascolto il microinvia una nuova istruzione, sempre pre-ceduta dalla transizione 1/0 al pin 11,che ordina all’ISD di leggere il conte-nuto della memoria dall’indirizzo suc-cessivo, cioè dalla seconda locazione dimemoria. L’istruzione (PLAYDD) inquesto caso ha il seguente formato:1000000000-0-01111. Al termine diquesta istruzione si ha il solito passag-gio 0/1 logico al piedino 1 dell’ISD,

che permette l’acquisizione e l’esecu-zione del comando. Durante la lettura ilsegnale audio esce dal piedino 13dell’U3 e, opportunamente limitato daltrimmer R15 (questo funziona da volu-me) giunge all’ingresso del sempliceamplificatore di potenza basatosull’LM386 marcato U4; questo notis-simo integrato provvede a pilotare unaltoparlante da 8 ohm fornendogli circa1 watt di potenza. L’ascolto avvienequindi ad un buon livello sonoro.Un’uscita ad alta impedenza è disponi-

traccia rame inscala reale del

registratore/lettore per la nuova

famigliaISD 33000


PER IL MATERIALE

Il registratore/lettore per la nuova famiglia ISD33000 è disponibile in scatola di montaggio alprezzo di 118.000 lire (cod. FT143K). Il kit comprende tutti i componenti, la basetta forata eserigrafata, le minuterie, il microcontrollore Z8 già programmato e l’integrato ISD33180 da180 secondi. Quest’ultimo è disponibile anche separatamente al prezzo di 72.000 lire; anche ilmicrocontrollore Z8 già programmato (con software MF77) può essere richiesto separatamenteal prezzo di 25.000 lire. La versione montata e collaudata del programmatore (cod. FT143M)costa 132.000 lire. Tutti i prezzi sono comprensivi di IVA. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI) tel 0331-576139 fax 0331-578200.

... prototipo a montaggio ultimato

C14: 100 nF multistratoC15: 470 µF 25VLC16: 100 nF multistratoC17: 1 µF 25VLC18: 100 nF multistratoC19: 220 pF ceramicoC20: 4,7 µF 25VLC21: 100 µF 16VLC22: 100 µF 16VLD1: 1N4002

LD1: LED rosso 5 mmLD2: LED verde 5 mmT1: BC547BU1: L7805U2: Z86E04 (con software MF77)U3: ISD33180U4: LM386N-1AP: Altoparlante 8 ohm, 1 wattDS1: Dip-switch 2 elementiP1:Pulsante unipolare n.a.

P2: Pulsante unipolare n.a.Q1: Quarzo 8,00 MHz

Varie:- Capsula microfonica preamplificata;

- Zoccolo 9+9 pin;- Zoccolo 14+14 pin;- Morsetto 2 poli (7 pz.);- Stampato cod. G042.

bile prelevando il segnale direttamentetra il piedino 13 dell’ISD e massa: puòservire ad esempio per mandare ilsegnale ad un mixer o ad un altro regi-stratore, oppure a un’interfaccia telefo-nica. La lettura termina quando la logi-ca interna all’ISD33180 trova un fine-messaggio (EOM) lasciato in registra-zione se questa fase viene arrestataprima del termine della memoria dispo-nibile: ad esempio, se si registra a, par-tire dall’inizio, per 1 minuto. Il finemessaggio marca il termine della regi-

strazione e permette alla logica internaall’ISD di dare l’istruzione di arresto(/INT) al dispositivo di controllo nonappena termina un messaggio: in que-sto caso, come già abbiamo visto per laregistrazione, il piedino 25 dell’U3 dàun impulso negativo al 17 del micro-controllore, il quale procede all’arrestodella lettura con le modalità già viste.In pratica il micro commuta da 1 a 0 lostato logico del proprio pin 11, generasul pin 12 l’istruzione di STOP(0000000000-0- 00100) e spegnimento

dell’ISD, quindi ricommuta da 0 ad 1logico lo stato del solito piedino 11.L’ISD33180 si pone in standby. Subitodopo il micro commuta da 1 a zerologico lo stato del proprio piedino 1,lasciando spegnere il LED verde. Unavolta disabilitati LED e chip vocale, ilmicrocontrollore resta in attesa di nuovi“ordini”, cioè attende che venga premu-to nuovamente uno dei due pulsanti.L’intero circuito è alimentato a circa 12volt c.c. e ricava, mediante il regolato-re integrato U1, i 5 volt stabilizzati per


l’integrato ISD, il microcontrollore, el’amplificatore microfonico; il finale dibassa frequenza (LM386) è invece ali-mentato con i 12 volt, prelevati a valledel diodo di protezione D1. Bene, orache abbiamo descritto la struttura ed ilfunzionamento del programmatore/let-tore lasciamo la teoria per passare allapratica; vediamo insieme come realiz-zare e mettere in funzione il circuito.Al solito abbiamo previsto un circuitostampato che alloggerà tutti i compo-nenti, stampato che va realizzato prefe-ribilmente seguendo la traccia illustratain queste pagine. Incisa e forata labasetta potete pensare al montaggio deicomponenti; notate che nonostante l’al-ta tecnologia impiegata, il circuito nonpresenta alcuna difficoltà di montag-gio, tanto da essere indirizzato anche aimeno esperti. Infatti tutto il “difficile”lo fanno il microcontrollore (disponibi-le già programmato) e l’integratoISD33180. E’ bene iniziare il montag-gio con le resistenze e il diodo 1N4002realizzando subito dopo i ponticelli (2in tutto) di interconnessione sfruttandogli avanzi dei terminali delle resistenze.Inserite e saldate gli zoccoli per gli

integrati (28 piedini per l’ISD e 18 pie-dini per il micro, 8 piedini perl’LM386) quindi il trimmer e tutti icondensatori non polarizzati; poi pote-te montare il transistor BC547B, i dueLED ed i condensatori elettrolitici, inordine di altezza, avendo cura di posi-zionarli come si vede nella disposizio-ne componenti di pagina 20. Montatequindi l’integrato regolatore L7805,che deve stare con la parte metallicarivolta allo zoccolo dell’LM386; i duepulsanti vanno collegati allo stampatomediante corti spezzoni di filo o avanzidi terminali dei componenti appena sal-dati. Per agevolare le connessioni sipotranno inserire morsettiere a passo5,08 mm per circuito stampato nellepiazzole di alimentazione, in quelle peri pulsanti, gli ingressi, l’altoparlante el’uscita BF ad alta impedenza. Finite lesaldature date un’occhiata per verifica-re che tutto sia in ordine, quindi inseri-te uno ad uno, nei rispettivi zoccoli, itre integrati: prestate attenzione al finedi evitare che qualcuno dei piedini ditali componenti si pieghi sotto il lorocorpo o esca dallo zoccolo; attenzioneanche al verso d’inserimento, indicato

per ciascuno dei chip nella disposizionecomponenti (riferitevi alle tacche) visi-bile in queste pagine. Finito il montag-gio potete verificare il funzionamentodel circuito alimentandolo con una pilada 9 volt (meglio alcalina) o con un ali-mentatore capace di fornire 11÷14 voltc.c. ed una corrente di circa 400 mil-liampère. Una volta alimentato il cir-cuito chiudete lo switch del DS1 checollega il C11 al C13 (microfono) epremete il pulsante P1; verificate chesi accenda il LED rosso, poi parlate aduna trentina di centimetri dal microfo-no. Quando volete ripremete lo stessopulsante e verificate che si spenga ilLED rosso. Premete quindi l’altro pul-sante, P2, e verificate che si accenda ilLED verde; contemporaneamente inaltoparlante deve udirsi quanto appenaregistrato. Se non udite nulla controlla-te che il cursore del trimmer R15 nonabbia il cursore tutto verso massa, nelqual caso provvedete ruotandolo insenso antiorario.Al termine della ripro-duzione l’altoparlante verrà tacitato e ilLED verde si spegnerà.

LAMPLAMPADE PER ELETTRADE PER ELETTR ONICAONICALAMPADE UV-CLampada ultravioletta la cui lunghezza d’onda di 2.537 Angstrom (253,7 nm) consentela cancellazione di qualsiasi tipo di EPROM e di microchip finestrato. Per il suo funzio-namento necessita soltanto di uno starter e di un reattore come una normale lampadafluorescente. Sono disponibili tre diversi modelli con potenze di 4, 6 e 8 watt.UV-C 4W (l=134,5 mm, d=15,5 mm) L. 25.000UV-C 6W (l=210,5 mm, d=15,5 mm) L. 28.000UV-C 8W (l=287mm, d=15,5 mm) L. 30.000

CANCELLATORE DI EPROM E DI MICROCHIP FINESTRATISemplice ed economico cancellatore dotato di una sorgente di raggi ultravio-letti (TUV 4W/G4T5 della Philips) che consente di eliminare i dati contenutinelle memorie di tipo EPROM e nei microcontrollori finestrati. Il cancellatore èdotato di microswitch di sicurezza, timer regolabile e di alimentatore da rete a220 volt. Può cancellare quattro chip alla volta.FR60 (Cancellatore di EPROM montato in contenitore di alluminio) L. 160.000

LAMPADA PER BROMOGRAFOLampada fluorescente in grado di emettere una forte concentrazione di raggiUV-A con lunghezza d’onda di 352 nm. Viene utilizzata nei bromografi per atti-vare la reazione chimica del photoresist. Indispensabile per realizzare circuitistampati professionali. Potenza 8 o 15 watt.UV-A 15W (l=436mm, d=25,5mm) L. 10.000UV-A 8W (l=287mm, d=15,5mm) L. 7.000LAMPADA DI WOODEmette raggi UV con una lunghezza d’onda compresa tra 315 e 400 nm capaci di generare un particolare effetto fluorescente (lucecangiante). Ideale per creare effetti luminosi in discoteche, teatri, punti di ritrovo, bar, privè, ecc. Viene utilizzata anche per evidenziarela filigrana delle banconote. Potenza 6 o15 watt.LAMPADA WOOD mod.15W (l=436mm, d=25,5mm) L. 25.000 mod. 6W (l=210,5mm d=15,5mm) L. 20.000

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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. Quarta puntata.

Nelle precedenti puntate del Corso abbiamoanalizzato la struttura hardware della famiglia

Z8 ed abbiamo visto come utilizzare l’emulatoreper testare un programma prima di trasferirlo nellamemoria del micro. Ci occupiamo adesso in manie-ra più approfondita della programmazione dellafamiglia Z8. Il processo di scrittura di un program-ma per un microcontrollore passa tipicamente attra-verso varie fasi. La prima operazione consiste nellascrittura del programma in assembler mediante unnormale editatore di testi: a questo scopo vannobenissimo i vari editor in ambiente DOS (ad esem-

pio il programma EDIT.COM). Una volta scritto, ilprogramma va tradotto in linguaggio macchina. Atale scopo è necessario utilizzare un assemblatore.Quest’ultimo elabora il file sorgente per fornire inuscita un file “oggetto” contenente tutte le informa-zioni necessarie per la successiva traduzione in lin-guaggio macchina. Una volta tradotto, il program-ma viene memorizzato nella memoria programmadel micro, ovvero in un’area di memoria EPROMin cui la CPU va a leggere le varie istruzioni da ese-guire. L’area di memoria del File Registri, come giàdetto nelle precedenti puntate, è composta da una


di Roberto Nogarotto

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serie di celle di memoria RAM (registri). Alcune diqueste celle sono dedicate a particolari funzioni mentrealtre sono “libere” e possono essere utilizzate dal pro-gramma per memorizzare temporaneamente dei dati.Vedremo più avanti come procedere per realizzare unfile che possa essere utilizzato con l’emulatore per ildebug o la programmazione del micro. Ora però inizia-mo a prendere confidenza con il linguaggio assemblervero e proprio.

IL LINGUAGGIO ASSEMBLER

Realizzare un programma in linguaggio assembler signi-fica scrivere una sequenza ordinata di frasi, definite “sta-tement”, le quali possono rappresentare:

- istruzioni macchina, espresse nel linguaggio mnemoni-co dell’istruzione stessa;- direttive del compilatore che esprimono il modo in cuiil compilatore deve appunto compilare il programma eche quindi non vengono direttamente tradotte in lin-guaggio macchina; a queste direttive si dà spesso ilnome di pseudo istruzioni.

La sintassi di una statement assembler è del seguentetipo:- Etichetta (label in inglese) separata dal simbolo di duepunti (:); - Codice operativocioè l’istruzione che deve essere ese-guita; - Operandi ovvero gli elementi su cui deve agire l’istru-zione; - I commenti che devono sempre essere preceduti dalsegno di punto e virgola (;).

Per meglio comprendere la sintassi del linguaggio

assembler Zilog osserviamo il programma riportato inquesta pagina. Le prime tre righe sono solo dei com-menti poiché iniziano con un punto e virgola. Le sigleDATO_1, DATO_2, DATO_3 e SOMMA indicano dellevariabili che vengono assegnate ai registri R0, R1, R2 edR3 mediante la direttiva assembler “.equ”.Quest’ultima viene interpretata dall’assemblatore in fasedi compilazione del programma e serve appunto perassociare ad un determinato registro la sigla mnemonicadi una variabile. La direttiva “.equ” consente anche diassegnare alle variabili dei valori costanti, ad esempioscrivendo: “DATO_1 .equ 10” si assegna alla variabileDATO_1 il valore 10. Le direttive non sono dunque delleistruzioni del microcontrollore ma impartiscono delleinformazioni al compilatore; le direttive sono sempreprecedute dal segno di punto (.). Nel programma sopra riportato sono presenti altre tredirettive : la “.org”, la “.word” e la “.end”. La direttiva “.org” serve per indicare al compilatore lalocazione di memoria programma in cui trasferire leistruzioni elencate dopo la direttiva stessa: la “.org”viene quindi utilizzata ogni volta che si vogliono scrive-re parti di programma in locazioni di memoria speci-fiche. La direttiva “.word” indica al compilatore di riservareuno spazio di memoria di due byte. Ad esempio, nelnostro listato mediante questa pseudo istruzione i primi12 byte di memoria programma vengono lasciati vuoti.La direttiva “.end” informa il compilatore che il pro-gramma è terminato. La sigla “INIZIO” rappresenta una label (etichetta) eviene utilizzata per determinare dei riferimenti di loca-zioni all’interno del programma. Le label sono sempreseguite dal segno di due punti (:) e possono rappresenta-re delle locazioni di memoria, delle porte diingresso/uscita o semplicemente dei numeri. Vedremo


;**************************************************************************************;Programma per provare l’utilizzo dell’assemblatore Z8;*************************************************************************************DATO_1 .equ r0DATO_2 .equ r1DATO_3 .equ r2SOMMA .equ r3

.org 00

.word 00

.word 00

.word 00

.word 00

.word 00

.word 00

INIZIO: LD SOMMA,#00 ;somma = 0ADD SOMMA,DATO_1 ;somma = DATO_1ADD SOMMA, DATO_2 ;somma = somma + DATO_2ADD SOMMA, DATO_3 ;somma = somma + DATO_3

.end

esempio di programma in

linguaggioassembler

più avanti l’utilità delle label nel linguaggio assembler. Il programma vero e proprio, ovvero l’insieme deicomandi rivolti alla CPU, risulta quindi composto sola-mente dalle seguenti quattro istruzioni:

LD SOMMA,#00 ;somma = 0ADD SOMMA,DATO_1 ;somma = DATO_1ADD SOMMA,DATO_2 ;somma = somma + DATO_2ADD SOMMA,DATO_3 ;somma = somma + DATO_3

A destra troviamo i commenti inseriti per rendere piùleggibile il programma. Concentriamo a questo punto lanostra attenzione sulle istruzioni e per fare ciò esaminia-mo una generica istruzione, un esempio potrebbe essereil seguente:

Label LD R2,R5

Questa istruzione carica il contenuto del registro R5 nelregistro R2. L’istruzione vera e propria è identificata dalcodice mnemonico LD , che sta per Load (caricamento)mentre R2 e R5 vengono definiti operandi e rappresen-tano gli elementi su cui l’istruzione va ad operare. In par-ticolare, R5 si chiama operando sorgente, mentre R2prende il nome di operando di destinazione.L’insieme delle possibili istruzioni che un microcontrol-lore può eseguire viene denominato Set di Istruzioni.Quando ci si riferisce agli operandi, ed al modo quindi incui le istruzioni possono agire, si parla invece di modi diindirizzamento. Quanto esposto può sembrare inizial-mente molto complicato ma diventa tutto molto piùfamiliare una volta che si prova a realizzare in praticaqualche semplice programma. Nel nostro esempio, il listato comprende anche un’eti-chetta e dei commenti; bisogna comunque ricordare cheè possibile omettere le etichette e i commenti ma, in ognicaso, il codice operativo e gli operandi di qualsiasi istru-zione non possono essere scritti partendo dalla primacolonna di testo, occorre cioè lasciare almeno uno spaziotra l’inizio della riga e il codice operativo e tra quest’ul-timo e gli operandi.

CODICI OPERATIVI, OPERANDIED INDIRIZZAMENTO

Un codice operativo rappresenta una certa operazioneche il microcontrollore dovrà interpretare ed eseguirementre gli operandi rappresentano gli elementi su cuil’operazione andrà ad agire. Riprendendo l’esempio diprima:

LD R2, R5

il codice operativo dell’istruzione è LD (Load) mentreR2 e R5 rappresentano gli operandi dell’operazione; inparticolare, R2 rappresenta l’operando di destinazione eR5 quello definito sorgente. Il micro interpreta l’istruzione nel seguente modo:carica (LD = Load) nel registro R2 (destinazione) ilcontenuto del registroR5 (sorgente).

In questo caso abbiamo utilizzato come operandi dell’i-struzione Load due registri e si parla quindi di indiriz-zamento registro. I registri rappresentano delle celle dimemoria all’interno del File Registri. Vedremo detta-gliatamente più avanti come si specifica un registroall’interno del file registri. Un altro esempio di indirizzamento registro è dato dallaseguente istruzione:

LD R2,10

Questa istruzione carica nel registro R2 il contenuto delregistro numero 10. In realtà è possibile utilizzare per destinazione e per sor-gente diverse altre possibilità. Ad esempio l’istruzione:

LD R2,#10

ha il seguente significato:carica (LD = load) nel registro R2 il numero(questo èil significato del simbolo #) 10. Si parla in questo caso diindirizzamento immediato, in quanto il valore da cari-care nel registro è specificato immediatamente dall’i-struzione stessa. L’istruzione:

LD R2,%10

significa: carica nel registro R2 il numero esadecimale10 (il simbolo % posto prima di un numero sta appuntoad indicare che il numero è espresso non in base deci-male ma esadecimale). Per indicare che un numero è inesadecimale si può anche scrivere una “h” dopo il nume-ro stesso, ad esempio: 10h = 10 esadecimale.E’ anche possibile utilizzare un’altra forma di indirizza-mento utilizzando la seguente istruzione:

LD R2,@R10

che ha questo significato:carica (LD) nel registro R2 il contenuto del registropuntato da R10. In questo caso, non viene caricato nelregistro R2 il contenuto del registro R10, ma il contenu-to del registro specificato da R10. Il registro R10 vieneutilizzato come contenitore del registro che deve essereeffettivamente sommato ad R2. Quando si parla di indirizzamento indiretto tramiteregistri , caratterizzato nell’assembler dal simbolo @, siintende che la sorgente o la destinazione dell’istruzionenon è il registro indicato (si parlerebbe in questo caso diindirizzamento registro) ma il registro puntato dal conte-nuto del registro indicato. Esistono ancora altri tre possibili modi di indirizzamen-to denominati indirizzamento indicizzato, indirizzamen-to diretto e indirizzamento relativo. L’ indirizzamento indicizzato viene utilizzato solo dal-l’istruzione load. In pratica, si punta ad un registro checontiene un certo valore e tale valore viene sommatoall’indirizzo del registro per ottenere l’indirizzo dell’o-perando.

CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZIL

OG

Z8


CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZILO

G Z

8

Un esempio di indirizzamento indicizzato è l’istruzione:

LD 240(R0),R10

In questo caso, supponendo che il registro R0 contengail numero 11 ed il registro R10 contenga il numero 25, siotterrà come effetto dell’istruzione il caricamento delnumero 25 nel registro di indirizzo 251. Quest’ultimoviene infatti ricavato dalla somma del numero 240 con ilcontenuto del registro R0, uguale al numero 11. L’ indirizzamento diretto, utilizzato solo dalle istruzio-ni JP (Jump) e CALL, consiste nel specificare diretta-mente l’indirizzo della prossima istruzione da eseguire.L’ultimo tipo di indirizzamento disponibile nei micro Z8viene denominato indirizzamento relativo e viene inpratica utilizzato solo con le istruzioni di salto.L’indirizzamento relativo riporta nel codice dell’istru-zione un valore di offset per specificare la locazione didestinazione del salto. Analizzeremo nei dettagli questotipo di indirizzamento durante la spiegazione delle sin-gole istruzioni assembler. Vediamo ora di fare un breve riepilogo di quanto appenaesposto.

- Realizzare un programma in linguaggio assemblersignifica scrivere, seguendo determinate regole, unaserie di istruzioni che verranno poi trasformate dall’as-semblatore in sequenze di byte. Queste sequenze verran-no poi trasferite nelle memoria programma del micro edeseguite dalla CPU durante il normale funzionamento.

- Ogni istruzione completa è costituita almeno da una

istruzione e da alcuni operandi: l’istruzione coincidecon l’operazione che il micro deve eseguire, gli operan-di rappresentano l’oggetto dell’istruzione.

- Gli operandi possono essere di diversa natura, posso-no cioè essere dei numeri, dei registri, delle locazioni dimemoria, in funzione di come specificato dall’istruzionestessa.

Il modo in cui gli operandi vengono specificati prende ilnome di indirizzamento. I modi di indirizzamento sup-portati dai micro Z8 vengono denominati:

- Indirizzamento registro in cui l’operando è il conte-nuto di un registro. Esempio: “LD R4,23” significa cari-ca nel registro di lavoro R4 il contenuto del registro 23.- Indirizzamento indiretto tramite registri. In questocaso il registro non contiene direttamente il dato ma l’in-dirizzo del registro il cui contenuto verrà utilizzato dal-l’istruzione. Esempio: “LD R3,@R4” significa caricanel registro R3 il contenuto del registro il cui indirizzo ècontenuto nel registro R4.- Indirizzamento immediato dove l’operando è già spe-cificato nell’istruzione. Esempio: “LD R3,#10” significacarica nel registro R3 il numero 10.- Indirizzamento indicizzato in cui viene specificato unregistro che contiene un offset da aggiungere per ottene-re l’indirizzo dell’operando.- Indirizzamento diretto , in questo caso viene specifi-cato l’indirizzo della prossima istruzione da eseguire.- Indirizzamento relativo in cui viene specificato lospostamento dalla posizione dell’istruzione in corso per


indirizzamentoindicizzato

indirizzamentoregistro

eseguire quella successiva.

I REGISTRI DELLO Z8

Abbiamo finora parlato di registri, vediamo ora più indettaglio come questi registri sono organizzati nellastruttura dello Z8. L’area di memoria denominataRegister File (file registri) risulta composta da 256 loca-zioni (byte) di cui solo 144 sono effettivamente utilizza-bili. Le locazioni utilizzabili possono venire così suddi-vise:

- 4 registri (da 00 a 03) corrispondono alle 4 porte di Input/Output;

- 124 registri (da 04 a 7F) sono registri di uso generale;- 16 registri (da F0 a FF) sono registri di controllo.

Tutti i registri possono essere gestiti nello stesso modoindipendentemente dal fatto che siano registri di usogenerale o di controllo. I registri possono inoltre esseregestiti in coppia, ovvero due registri contigui vengonotrattati come se costituissero un unico registro a 16 bit.Occorre solo ricordare che la parte più “pesante” dei 16bit viene caricata nel registro con numero pari, mentre laparte meno “pesante” dei 16 bit viene caricata nel regi-stro caratterizzato dal numero dispari immediatamentesuccessivo. Quindi, i 144 registri singoli possono ancheessere trattati come 72 coppie di registri. Le coppie diregistri vengono gestite mediante una particolare nota-zione. Ad esempio, con la sigla RR4 ci si riferisce airegistri R4 ed R5 trattati come coppia di registri. Non èinvece possibile scrivere RR5 poiché, ricordiamo, una

coppia di registri è sempre formata da un registro pari edal registro dispari immediatamente successivo. Esistono due diverse possibilità di indirizzamento perlavorare con le coppie di registri. La prima consiste nellospecificare direttamente l’indirizzo del registro comeindicato nel seguente esempio:

LD 32,58

Questa istruzione provoca il caricamento nel registrodi indirizzo 32 del contenuto del registro di indirizzo58. Come si può notare scrivere un numero senza ripor-tare alcuna indicazione significa indirizzare direttamen-te un registro. Per specificare che si tratta di un numeroe non di un registro occorre utilizzare il simbolo “#”. Ad esempio l’istruzione:

LD 32, #58

coincide con il caricamento nel registro di indirizzo 32del numero 58.Esiste poi un secondo modo per rivolgersi ai registri uti-lizzando la definizione di registri di lavoro (workingregister). Per comprendere chiaramente questo concettodobbiamo suddividere l’area di memoria composta dai144 byte riservati ai registri in nove aree costituite cia-scuna da 16 registri. All’interno di ciascuna area un regi-stro viene identificato come R0, R1, R2 ... fino a R15.Ovviamente, bisogna specificare al micro in quale dellenove aree si trova il registro con cui stiamo lavorando.Per fare ciò occorre utilizzare un particolare registrodenominato Register Pointer (Registro Puntatore).

CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZIL

OG

Z8


indirizzamentoindiretto

indirizzamentodiretto

indirizzamento relativo

CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZILO

G Z

8

Quest’ultimo, indicato dalla sigla RP e caratterizzatodall’indirizzo 253, consente, tramite i quattro bit piùpesanti, di selezionare una delle nove aree disponibili.Per assegnare al Register Pointer un certo valore occor-re utilizzare una specifica istruzione denominata SRP(Set Register Pointer). Ad esempio, l’istruzione

SRP #%10

permette di caricare automaticamente nel registro RP ilvalore esadecimale 10. Se non fosse stato utilizzato il simbolo di esadecimale,cioè il simbolo % prima del numero 10, questo sarebbestato interpretato come un numero decimale. Da ora inavanti tutti i registri a cui faremo riferimento come R1,R2 ... R15 apparterranno all’area di lavoro che inizia dalnumero esadecimale 10. Lavoreremo quindi con i registri che vanno dal registronumero 16 (esadecimale 10) fino al registro 31 (esadeci-male 1F). Se dopo l’istruzione SRP #%10 digitiamo la seguenteistruzione:

LD R4,#35

otteniamo il caricamento nel registro numero 4(delbanco di lavoro 1) del numero decimale 35. Il registronumero 4 del banco di lavoro 1 corrisponde al registronumero 20 (14 esadecimale).Se ora scriviamo la sequenza di istruzioni:

SRP #%20LD R4,#35

otteniamo, questa volta, il caricamento del numero 35nel registro numero 4 del secondo banco di lavoro,ovvero nel registro numero 36.

IL REGISTER POINTER

A questo punto sorge spontanea una domanda: perchéutilizzare un sistema apparentemente più complicatoquando è possibile specificare direttamente l’indirizzodel registro? La risposta la possiamo trovare confrontan-do due operazioni che producono lo stesso identico risul-tato. Supponiamo, ad esempio, che il Registro Puntatore puntial banco di registri numero 1. Questo significa che i regi-stri di lavoro all’interno di questa area avranno gli indi-rizzi riportati a pagina 32. Quindi il nostro registro dilavoro (definito per l’area di memoria 0001 ovvero per ilprimo banco di lavoro) R5 è il registro numero 21, cosìcome il registro R10 è il registro di indirizzo 26.Supponiamo ora di dover caricare il contenuto del regi-stro 26 nel registro 21. Sappiamo che l’ istruzione che cipermettere di fare ciò è l’istruzione LD. Di conseguenzasarà possibile scrivere due diverse istruzioni che dannoperò luogo allo stesso risultato. Le istruzioni sono:

LD 21,26

(carica nel registro 21 il contenuto del registro 26), oppu-


mappa di memoria dei registri

re nella seconda ipotesi:

LD R5,R10

(carica nel registro di lavoro R5 il contenuto del registrodi lavoro R10). Tra queste due istruzioni esistono duesostanziali differenze. La prima istruzione viene tradotta dall’assemblatore contre byte, uno per specificare il codice operativo, uno percontenere l’indirizzo del registro sorgente (il numero 26)ed uno per contenere l’indirizzo del registro destinazio-ne (il numero 21). La seconda istruzione richiede invece solo 2 byte, inquanto un registro di lavoro viene identificato solo da 4bit, essendo un numero compreso tra 0 e 15. Ma vi è ancora un’altra importante differenza. La primaistruzione necessita, per essere eseguita, di 10 cicli diclock mentre la seconda necessita di soli 6 cicli di clock.Detto in altri termini, l’esecuzione della seconda opera-zione risulta del 40 % più veloce della prima. Possiamo quindi affermare che l’utilizzo della specificadei registri di lavoro consente di scrivere un codicepiù compatto e di rendere l’esecuzione del program-ma più veloce. Vi è poi un’ultima differenza, più pratica e meno tecni-ca, che invoglia ulteriormente ad utilizzare i registri dilavoro. Se in un programma molto complesso, si asse-gnano a diverse variabili del programma differenti areedi lavoro, risulta molto più semplice evitare errori abba-stanza comuni come il modificare registri che invece nondevono essere modificati.

Concludendo, la scrittura del codice diventa molto piùcomprensibile e facilmente modificabile.Oltre al Register Pointer esistono altri registri speciali,cioè dedicati a particolari funzioni. Vediamone alcuni indettaglio.

STACK POINTER

Il registro Stack Pointer è il registro che viene utilizzatodal programma ogni qual volta vi è una interruzione ouna chiamata a una subroutine.In sostanza viene uti-lizzato dal micro per memorizzare il punto in cui vieneabbandonato il programma principale eseguendo unaroutine per poi tornarvi in un secondo tempo. Lo StackPointer è localizzato da due indirizzi (255 e 254) inquanto risulta composto da 16 bit.Ad esso si può far riferimento con due diverse sigle:

SPH Stack Pointer High(parte alta dello Stack Pointer = registro 254);

SPL Stack Pointer Low(parte bassa dello Stack Pointer = registro 255).

Lo Stack Pointer deve essere predisposto all’inizio di unprogramma in modo che all’arrivo di una interruzione ilprogramma non si blocchi saltando a degli strani indiriz-zi di memoria. Quando l’area di stack è interna allo Z8 si utilizzano nor-malmente nella parte di programma dedicata all’inizia-lizzazione le seguenti due istruzioni:

CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZIL

OG

Z8


indirizzamento dei registri mediante il Register Pointer

CO

RS

O P

ER

MIC

RO

ZILO

G Z

8

LD SPL, #%80CLR SPH

In pratica, la seconda istruzione azzera il byte SPH, cioèla parte alta dello Stack Pointer, mentre la prima istru-zione carica in SPL, cioè nella parte bassa dello StackPointer, il numero esadecimale 80. Lo Stack Pointer lavora in una modalità che può sem-brare a prima vista un po’ strana: carica cioè i dati par-tendo da una certa locazione di programma andandoverso il basso. L’indirizzo esadecimale 80 corrisponde quindi al puntopiù alto dell’area di memoria dedicata ai registri di usogenerale.

In questo modo, lo Stack Pointer ha a disposizione un’a-rea di memoria abbastanza ampia.

FLAGS

Il registro di Flag contiene gli indicatori (la parola flagsignifica infatti bandiera) del risultato di una certa ope-razione. In ogni caso, va ricordato che non tutte le istru-zioni vanno ad agire sul registro flag. Per questo motivo,analizzeremo dettagliatamente i flag durante la descri-zione del set di istruzioni. Questa puntata risulta cosìconclusa, appuntamento alla prossima in cui parleremospecificatamente delle istruzioni disponibili nei microZ8 e della gestione delle interruzioni.


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.

indirizzi deiregistri

contenutinell’area dimemoria delprimo banco

di lavoro

Certamente tutti o quasi sapete cos’è un lumino voti-vo: è in pratica quel lumino rosso di cera che si

mette solitamente per rendere omaggio alle immagini oalle statue sacre (Madonnine, ecc.) nei luoghi di cultoo dovunque esse si trovino, nonché ai defunti, anche inprossimità di lapi-di che comunquericordano cadutiper varie cause.Questo lumino,come tutte le can-dele di cera, dopoun po’ che staacceso (in mediauna giornata) siconsuma e si spe-gne; per superarequesta limitazio-ne, sono disponi-bili in commerciodei lumini elettro-nici alimentati apila che garanti-scono una maggiore autonomia di funzionamento, daalcuni giorni fino ad un massimo di un mese. Se perqualche motivo dovete o volete mettere un luminoche “vegli” giorno e notte senza bisogno di manuten-

zione e senza ricorrere ad una presa di corrente (quasimai disponibile) potrete utilizzare il progetto descrittoin queste pagine, tanto semplice quanto sofisticato,capace di simulare perfettamente la luce prodotta dallafiamma di un lumino votivo. Ecco, lo sapevamo: già

vediamo i piùsuperstiziosi divoi intenti a faretutti gli scongiurinoti e a documen-tarsi su quelliancora sconosciu-ti (che non si samai...). Va bene,l’elettronica èvita, idee spessoamene, e proporreun progetto desti-nato a momentidi riflessione ecomunque nonmolto allegri (egiù altri scongiu-

ri...) può sembrare quantomeno malaugurante. Maqualche volta l’elettronica deve venire in aiuto anchenei casi che non si vorrebbero ricordare, perché sonocomunque situazioni che riguardano o che riguarderan-

ENERGIA SOLARE

IL LUMINO NON SI SPEGNE

di Marco Rossi

Un’applicazione particolare del microcontrollore PIC16C54: il chip viene utilizzato per pilotare un LED ad alta luminosità in modo da simulare

la fiamma di una candela di cera. L’intero circuito viene alimentato da un piccolo pannello solare. Realizzato appositamente per sostituire il lumino

votivo che si mette, ad esempio, davanti ad un’immagine o ad una statuetta sacra.



COMPONENTI

R1: 150 Ohm 1/4 WR2: 10 Kohm 1/4 WR3: 100 Kohm 1/4 WR4: 15 Ohm 2W

C1: 100 pF ceramicoD1: 1N4002 U1: PIC16C54 - RCT

(con software MF81)LD1: Led 5 mm ad alta luminositàBAT: Batteria piombo 4V/ 5Ah

PAN: Pannello solare 7,5V 150 mA

J1-2: Ponticelli (vedi testo)Varie:- stampato cod. G045;- zoccolo 9 + 9.

schemaelettrico

no tutti almeno una volta nella vita; (edagli, questo insiste! Li mortacc..!)cioè no, non in quel senso, suvvia!Non è un malaugurio. Anche se nelleidee e nei sentimenti religiosi non è lastessa cosa, un lumino elettrico puòrisolvere molti problemi; tanto più se,come il nostro, funziona grazie ad unacella solare che ricava l’energia dallaluce del giorno, immagazzinandoneparte in un piccolo accumulatore cheprovvederà al funzionamento del cir-cuito nelle ore in cui il sole non potràdare il suo contributo. Insomma,abbiamo realizzato un dispositivo che,

grato U1 che da solo fa praticamentetutto; tanta attenzione è stata messainvece nella scelta e nella programma-zione. Vediamo le cose con ordine: perottenere una luce tremolante, simile aquella della fiamma di un lumino o diuna candela di cera, si può utilizzare unLED che va acceso con un’intensitàcontinuamente variabile. E’ quello cheabbiamo fatto, affidando al microcon-trollore il compito di fornire la tensio-ne per alimentare il LED. Per avereuna luce realistica abbiamo esaminatol’andamento tipico della luce di unacandela con un circuito a fotoresisten-

nato. Il risultato del pilotaggio delLED con impulsi di larghezza variabileè, per l’occhio umano, una luce checambia periodicamente di intensità,analogamente, appunto, a quella emes-sa dalla fiammella di una candela dicera. Notate che il LED viene alimen-tato in modo che l’integrato assorbacorrente dal piedino 17 invece di ero-garla: questo accorgimento permette diadeguare le esigenze del LED a quelledel primo bit della porta bidirezionale(I/O, configurata in questo caso comeuscita) RA, che in modo “sink” riesce agestire correnti dell’ordine di 10 mil-

nonostante tutto, ha beneficiato distudi ed accorgimenti tecnici che lorendono unico e che sicuramente meri-tano la vostra attenzione; per questo viinvitiamo a seguire queste righe e adanalizzarlo con noi: ve ne convincerete.

SCHEMA ELETTRICO

Dunque, per comprendere il funziona-mento del circuito esaminiamo loschema elettrico illustrato in questapagina. Uno schema semplicissimo,non c’è che dire, ma che nascondetanta tecnica e non poca attenzionenella progettazione. Tanta tecnica stanel microcontrollore PIC16C54, l’inte-

za, ne abbiamo campionato la tensioneottenuta, quindi l’abbiamo ricostruitagraficamente ipotizzando di produrreimpulsi di larghezza variabile entro unperiodo di tempo da ripetere all’infini-to. Impulsi larghi determinano unamaggiore tensione media, impulsistretti determinano, viceversa, una ten-sione di minor valore medio. Abbiamoquindi programmato il microcontrollo-re per ripetere la sequenza di impulsirettangolari (il micro lavora con segna-li TTL, quindi produce solo segnalidigitali) in modo da ottenere sulla suauscita (localizzata sul piedino 17) unatensione il cui valore medio determinaun andamento simile a quello campio-

liampère. Pilotando il LED rispetto amassa l’integrato dovrebbe fornire(modo “source”) in uscita la medesimacorrente, ma non sarebbe in grado difarlo. Altro accorgimento non menoimportante: il LED non è uno qualun-que, ma è del tipo ad alta luminosità,che costa un po’ di più di quello nor-male, ma a parità di corrente assorbitarende almeno tre volte tanto. Ciò per-mette di ottenere molta luce consu-mando pochissima corrente, cosamolto gradita dato che il circuito fun-zionerà grazie all’energia ricavata daun pannello solare, energia dovutaquindi alla presenza del sole, che c’è alungo nei giorni primaverili ed estivi,


Abbiamo ottenuto la simulazione della luce prodotta da una candela grazie ad un microcontrollore che, pilotando undiodo luminoso con impulsi di diversa larghezza, lo fa lampeggiare in modo da creare un effetto luminoso

paragonabile a quello prodotto dalla fiamma di un lumino. Il micro che abbiamo scelto questa volta è uno dei piùpiccoli e più economici della serie Microchip: il PIC16C54. Si tratta di un integrato incapsulato in case dip a 9+9

piedini, basato su un’architettura ad 8 bit, provvisto di due porte bidirezionali, una (port A) a quattro bit(RA0÷RA3) e l’altra (port B) ad 8 bit (RB0÷RB7). Il PIC16C54 dispone quindi di 12 piedini di I/O (input/output)programmabili all’inizializzazione, di una memoria di programma (ROM, nella versione OTP, oppure EPROM

nella versione finestrata) da 512 Byte, e di una memoria di lavoro (RAM) da 25 Byte. Per il circuito di clock questomicrocontrollore accetta quarzi e risuonatori ceramici di frequenza fino a 16 MHz, ma la cosa più importante e che,

nella versione RCI, può funzionare semplicemente con una rete R-C invece del quarzo o del risuonatore. Per realizzare il nostro lumino elettrico abbiamo sfruttato proprio questa caratteristica. Inoltre, la rete R-C è stata

dimensionata per generare un clock estremamente basso onde contenere il consumo di corrente da parte del PIC (diodo LED escluso) a soli 15 microampère.

schema a blocchi e

pin-out delmicrocontroller

PIC 16C54 utilizzato

nel circuito

ma che può mancare o stare ben nasco-sto per diversi giorni in inverno.

PERCHE’ UN PIC

Il microcontrollore PIC16C54 è statoscelto perché ne esiste una versioneche richiede, per l’oscillatore, unasemplice resistenza ed un comune con-densatore: è la versione PIC16C54-RCI, proprio quella che vedete impie-gata nel nostro circuito. Inoltre, il PICpuò funzionare in modalità a basso con-sumo caratterizzata da un assorbimentodi corrente dell’ordine dei 15microampère: ciò si ottiene semplice-mente riducendo opportunamente la

frequenza di clock, ovvero quella del-l’oscillatore, e la tensione di alimenta-zione, nel nostro caso corrispondente acirca 4 volt. Tutto il circuito viene infat-ti alimentato da un pannello solare insilicio policristallino capace di erogare7,5 volt ed una corrente massima di 150mA. Il pannello solare produce la cor-rente necessaria ad alimentare il micro-controllore e il LED, e a caricare l’ac-cumulatore BAT. Notate che sia il pan-nello solare che l’accumulatore hannocaratteristiche tali da renderli unici einsostituibili per l’impiego all’esterno:il pannello solare è completamentesigillato e da esso sporgono solo glielettrodi, facilmente isolabili con catra-

me, gomma liquida o silicone. Quantoall’accumulatore, si tratta di due batte-rie al piombo gel da 2 volt, 5ampère/ora, poste in serie e chiuseermeticamente in un contenitore dalquale sporgono solo gli attacchi fastonper i poli positivo e negativo; la batteriaha quindi una tensione di 4 V e unacapacità di 5 A/h. Il circuito deve fun-zionare sempre con la batteria collega-ta, perché è questa che limita la tensio-ne fornita dal pannello solare ad unvalore non dannoso per l’integrato.Infatti, per caricare la batteria occorreche il pannello fornisca una tensioneben più alta di quella nominale dellabatteria; nel nostro caso i 7,5 volt, che


la batteria

il lumino in pratica

traccia rame in dimensioni reali

dopo il diodo D1 (inserito per evitareche la batteria si scarichi sul pannellosolare quando viene a mancare la luce)divengono 6,8 volt. Chiaramente 6,8volt sono troppi per il microcontrol-lore U1, che tollera al massimo5,5÷6V; collegando la batteria all’usci-ta del circuito del pannello solare (chepuò essere paragonato ad un generatoredi corrente) la tensione che alimenta ilmicrocontrollore non supera quellanominale della batteria (4 volt). La pre-senza della resistenza R4, posta inserie al pannello solare, serve per limi-tare la corrente di ricarica della batteriaquando questa risulta abbastanza sca-rica o, al contrario, quando è completa-mente carica. In quest’ultimo caso laresistenza evita il surriscaldamento e il

conseguente danneggiamento della bat-teria.

REALIZZAZIONE PRATICA

Bene, non c’è altro da dire sullo sche-ma elettrico, anche perché le spiegazio-ni date finora dovrebbero aver chiari-to tutto il necessario; vediamo invececome realizzare il circuito in pratica,partendo subito con lo stampato, sem-plice e piccolissimo (misura solo47x23 mm) facilmente costruibile uti-lizzando la traccia rame riportata inquesta pagina. Una volta inciso e fora-to il circuito stampato raccomandiamodi realizzare per prima cosa il ponticel-lo J2 (che collega la piazzola del pin 18del microcontrollore a massa) con un

pezzetto di filo di rame nudo. Poimontate le resistenze, il diodo 1N4001(ricordate che questo ha una polarità darispettare: il catodo sta dalla partedella fascetta) lo zoccolo per l’integra-to, e il LED ad alta luminosità LD1; diquest’ultimo ricordate che il terminaledi catodo (negativo) è quello che stadalla parte smussata del suo corpo.Inserite e saldate il condensatore, quin-di preparate del filo isolato per fare leconnessioni con il pannello solare e labatteria. Prima però innestate il micro-controllore già programmato nel pro-prio zoccolo: ricordate di inserirlo conla tacca di riferimento posizionatacome indicato nel piano di cablaggio.Nel realizzare i collegamenti dovete,per prima cosa, stringere due fastonfemmina ai capi dei fili che vanno allabatteria, quindi collegate ordinatamen-te i capi liberi di tali fili al circuitostampato; distinguete il positivo dalnegativo in modo inconfondibile, altri-menti rischiate di scambiarli, applican-do di conseguenza l’alimentazione alcontrario. Collegate quindi il cavo delnegativo della batteria ad uno spezzonedi filo che connetterete al negativo delpannello solare. Se avete dubbi sullapolarità del pannello solare potetetoglierveli prendendo un tester e dispo-nendolo alla misura di tensioni in con-tinua con fondo-scala di 10 o 20 volt;toccate con i puntali i terminali delpannello, quindi fate in modo che essoriceva, dal lato sensibile, una buonaquantità di luce. Il tester deve segnare

Per alimentare il circuito del luminoabbiamo utiliz-zato una partico-lare batteria alpiombo gel da 4volt 5 A/h.Quest ’u l t ima,prodotta dalla s t a t u n i t e n s eHawker, è parti-colarmente indi-cata per lanostra applica-zione poiché consente una ricarica a

tensione costante senza limitazionein corrente garan-tendo una duratadi 8÷10 anni. Lealtre caratteristi-che che hannocontribuito allascelta sono lacostruzione erme-tica, la robustezzae l’elevato campodi temperatura difunzionamento:

da ben -20°C ad oltre +50°C.

Il montaggio del circuitoè estremamente semplice.

Durante l’inserimentodei componenti occorrerispettare la polarità del

diodo al silicio e dell’integrato

attenendosi al piano dicablaggio riportato a

lato. Anche il diodo LEDva inserito nel giustoverso: il catodo va

inserito nella piazzola disinistra contraddistinta

dalla sigla K.


PER IL MATERIALE

Il lumino elettronico descritto in questo articolo è dispo-nibile in scatola di montaggio (cod. FT141) al prezzo di35.000 lire. Il kit comprende la basetta forata e serigra-fata, tutti i componenti, le minuterie ed il microcontrol-lore già programmato. Quest’ultimo è disponibile ancheseparatamente (cod. MF81) al prezzo di 25.000 lire. Il kitnon comprende la batteria ricaricabile ed il pannellosolare. Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica,V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI) tel 0331-576139fax 0331-578200.

il pannello solare utilizzato

una tensione di circa 7,5 volt: se ènegativa (la lancetta va al contrario o,se il tester è digitale, compare il segnomeno) vuol dire che il puntale positivodel tester sta sul terminale negativo delpannello, e quello negativo sta sul suopositivo; se la tensione letta è positiva(la lancetta si sposta in avanti) vuol direche il puntale positivo dello strumentoè sul positivo del pannello, ed il negati-vo tocca l’elettrodo negativo dello stes-so. Saldate quindi il filo negativo dibatteria e pannello al punto “-” del cir-cuito stampato, poi fate lo stesso con ilfilo positivo della batteria, collegando-lo però al punto “+BAT”; a questopunto, se l’accumulatore è un po’ cari-co, dovrebbe già accendersi il LED conla sua caratteristica luce. Saldate quin-di il filo positivo del pannello solare alpunto marcato “+PAN” dello stampato;a questo punto il circuito è pronto perl’uso. Ricordate solo che ogni volta chevorrete spegnerlo dovrete scollegareprima il pannello solare e dopo la bat-teria, altrimenti verrà danneggiato ilmicrocontrollore; invece per rimetterloin funzione dovrete prima collegare labatteria e poi il pannello solare. Per l’u-tilizzo come lumino converrà racchiu-dere il circuito in un contenitore vuotodi un lumino consumato, bloccandoloanche con della cera o del silicone, emettendo il LED bene in vista; dal con-tenitore dovranno uscire i fili direttialla batteria e al pannello solare.Quest’ultimo dovrà essere fissato all’e-sterno, in modo che il sole lo illumini

il più a lungo possibile; chiaramenteconverrà proteggere i suoi terminali,almeno nella zona di collegamento coni cavi, con del silicone o del catrame.La superficie posteriore del pannellosolare da noi utilizzato è adatta ad esse-re incollata anche con particolari maltea muri, materiali edili di vario genere,ecc. Quanto alla batteria, quella cheabbiamo usato per il prototipo è unaCyclon da 4V, 5Ah, di tipo sigillato: èquindi adatta a funzionare esposta alleintemperie, in quanto non lascia pene-trare l’acqua al proprio interno e puòfunzionare tranquillamente anche a 50gradi sopra lo zero o a 20 sotto zero. Lacapacità della batteria (5 Ah) è stataaccuratamente dimensionata per garan-tire il funzionamento del circuito anche

dopo un periodo di quattro settimane diassenza di luce solare. Il pannello sola-re utilizzato, caratterizzato da una cor-rente di 150 mA (alla massima insola-zione), è stato scelto oltre che per la suaermeticità anche perché provvede aduna corretta ricarica giornaliera dellabatteria in funzione del consumo delcircuito. In pratica, il pannello è statodimensionato per garantire il funziona-mento del circuito anche con un valoredi EHS pari a 1 (la quantità di luce checolpisce il pannello in un’intera giorna-ta è pari a quella ricevuta in 1 ora dimassima insolazione). Grazie a questecaratteristiche è possibile garantire unfunzionamento continuato del lumino(24 ore al giorno) anche nei mesi inver-nali più freddi.

Per la ricarica della batteria abbiamo utilizzato un pannellosolare policristallino tipo MSX-01 prodotto dalla ditta Solarex. Ilpannello è completamente sigillato e da esso sporgono solo gli

elettrodi che possono essere facilmente isolati, al termine dell’installazione, con della gomma liquida o del silicone. Il

pannello presenta una potenza nominale di 1,2 watt ed è in gradodi fornire, in condizioni di massima insolazione, una corrente di

150 mA. La tensione di picco del pannello è di 7,5 volt ed è perciò adatta alla ricarica della batteria Cyclon a 4 volt. Il vetro

utilizzato per proteggere la superficie anteriore delle celle è temperato ed è in grado di resistere alle intemperie. La scelta diun pannello di tipo policristallino piuttosto che di uno di silicio

amorfo è dettata dalla maggiore durata delle celle policristalline:la Solarex garantisce una perdita di potenza delle sue celle nonsuperiore al 10% in un periodo di funzionamento di dieci anni.

Da qualche tempo qualcuno vi ha preso di mira econtinua a bombardarvi di silenziose telefonate

anonime, e magari di insulti quando rispondete?Pensate che qualcuno al telefono vi si rivolga conrispetto solo quando sente la vostra voce, dicendovenedi tutti i colori (del tipo: “li mor-tacc.... guarda se devo anchechiamarlo quello str...!)prima che glir ispondiate?Allora il circui-to che proponia-mo in questepagine certamen-te può darvi unamano, un aiuto asmascherare i col-pevoli anche di attiben più gravi diqualche insulto.Perché il nostro cir-cuito? Semplice, per-ché collegato in paral-lelo al vostro telefonorisponde alle chiamateinviando in linea il tonodi libero, un tono sintetizzato che farà pensare a chi viha chiamato che ancora non avete risposto; ciò vi per-mette di ascoltare in un altoparlante, al volume deside-rato, quello che eventualmente dice il vostro interlocu-

tore ignaro di essere segretamente ascoltato. In praticachi vi chiama non si accorge che in realtà dalla vostraparte la linea è già stata presa, e che quindi poteteascoltarlo senza essere a vostra volta ascoltati. Il dispo-sitivo che proponiamo è quindi molto utile non solo per

smascherare furbi, voltafac-cia, falsi amici, mogli e

dipendenti infedeli, esimili, ma anche peravere indizi utili a iden-tificare eventuali pro-fessionisti del “teledi-sturbo” o personeche ricattano o

minacciano altelefono, e indi-vidui coinvoltiin faccendepoco pulite.Insomma, iln o s t r o

dispositivo haanche una funzione anti-

crimine, e può servire a fermarepersone che tramano alle vostre spalle, che stanno

organizzando una truffa, una rapina, un sequestro, ecc.Chiaramente il dispositivo è utile solo se il presuntomalfattore si lascia sfuggire qualcosa di significativo altelefono (magari parlando con un eventuale compliceal suo fianco) in attesa della vostra risposta; e ciò nor-

SICUREZZA

IL TELEFONOSEGRETO

di Paolo Gaspari

Siete assillati da chiamate di sconosciuti che vi infastidiscono a tutte le ore? Vi proponiamo un circuito che, collegato alla linea del telefono, risponde

automaticamente senza però farlo notare a chi vi chiama, permettendovi diascoltare cosa dice in attesa della vostra risposta.



malmente avviene,anche se questogenere di errore c’è da aspettarselosolamente dai dilettanti. Come tutti isistemi, anche i più evoluti, il nostro haun limite che, pur essendo trascurabilein molti casi, può renderlo inutile: sechi vi chiama lo fa da un telefono pub-blico (chi ha cattive intenzioni difficil-mente chiama dal telefono di casa, dalproprio cellulare, o comunque da unapparecchio ad esso riconducibile) ocomunque da un apparecchio con ilcontascatti, può accorgersi che qualco-

sa non va; infatti, dato che per farviascoltare chi vi telefona il nostro circui-to risponde alla chiamata in arrivo, ilvostro interlocutore riceve un segnaleche tradisce la presenza del dispositivo.Sta poi ad esso interpretarlo. In pratica,quando il circuito risponde la centraletelefonica invia un impulso di tassazio-ne udibile nella cornetta di chi chiamasotto forma di suono breve e acuto;questo impulso corrisponde allo scattoche la Telecom addebita subito dopo larisposta dell’utente chiamato. La cosadiviene ancora più evidente nei telefoni

pubblici, perché ogni scatto determinal’acquisizione di un gettone, o la ridu-zione dell’importo della carta magneti-ca. Perciò una persona esperta potrebbenotare che c’è qualcosa di strano. Malasciamo adesso pregi e difetti del cir-cuito per vedere come è fatto e come faa svolgere la funzione che abbiamodescritto nelle righe introduttive. Ciaiuteremo con lo schema elettrico illu-strato in queste pagine. Il circuito èpiuttosto complesso in quanto si è resonecessario prevedere numerose sezioniindispensabili per ottenere le prestazio-

schema elettrico


ni volute in termini di precisione, sicu-rezza e funzionalità. Il circuito è com-posto da un ring detector che provvedead identificare la chiamata in arrivo e adattivare la logica di impegno della linea(basata su un monostabile che comandaun relé) da una logica che genera il tonodi libero, da una forchetta telefonica(duplexer) che permette di ascoltarequanto avviene in linea limitando ildisturbo prodotto dal tono di segnala-zione (libero) e da un amplificatore BFche amplifica il segnale audio renden-dolo udibile in altoparlante. Il tutto è

alimentato da un circuito stabilizzatoche richiede un semplice trasformatoredi rete. Vediamo la cosa nei dettaglipartendo dal principio, cioè dallo sti-molo ricevuto in linea: sappiamo (dallatecnica telefonica) che, quando si rice-ve una chiamata, ai capi della linea èpresente una tensione alternata sinusoi-dale (inviata a periodi) del valore di70÷80 volt efficaci; questa tensioneeccita la suoneria del nostro telefonofacendola squillare. Se colleghiamo allalinea un circuito come quello che, nelnostro schema, è presente direttamente

ai punti “TEL”, possiamo rilevare que-sta alternata ed eccitare un circuitologico.In pratica l’alternata, attraversando C1ed R1 (il condensatore rende insensibi-le il ring-detector alla tensione continuanormalmente presente in linea) pola-rizza il diodo luminoso interno all’op-toaccoppiatore FC1, eccitandolo (ildiodo D2 raddrizza l’alternata proteg-gendo il diodo interno all’FC1) e deter-minando, sul suo piedino 4, una tensio-ne costituita da impulsi dell’ampiezzadi circa 4 volt. Questi impulsi caricano


piano di cablaggio e ...

COMPONENTI

R1: 180 Ohm R2: 100 KohmR3: 10 KohmR4: 10 KohmR5: 47 KohmR6: 47 OhmR7: 560 OhmR8: Trimmer min. 1 KohmR9: 560 KohmR10: 1,5 KohmR11: 22 OhmR12: 22 KohmR13: 22 KohmR14: 27 Kohm R15: 10 KohmR16: 10 Kohm

R17: 47 KohmR18: 47 KohmR19: 100 KohmR20: 1 KohmR21: 22 OhmR22: 1 KohmR23: 22 KohmR24: Trimmer 10 Kohm

miniaturaR25: 15 KohmR26: 100 KohmR27: 100 Ohm R28: 2,7 KohmR29: 10 OhmR30: 560 OhmR31: 1,5 KohmR32: 560 KohmR33: 150 Kohm

R34: 47 KohmR35: 22 KohmR36: 10 KohmR37: 10 KohmR38: 10 KohmR39: 6,8 KohmR40: 6,8 KohmR41: 3,3 KohmR42: 1 OhmC1: 220 nF poliestere 250VLC2: 1 µF 25VL elettroliticoC3: 470 µF 25VL elettroliticoC4: 100 nF multistratoC5: 470 µF 16VL elettroliticoC6: 100 nF multistratoC7: 220 µF 16VL elettroliticoC8: 100 nF multistratoC9: 220 µF 25VL elettrolitico

velocemente C2 attraverso R3, determi-nando rapidamente il livello logico altoall’ingresso della NAND U2a, e lo zeroall’uscita di quest’ultima; è proprioquesto livello ad eccitare il monostabileformato da U2d e U2c, monostabile chetiene attivato il circuito per circa 30secondi. L’uscita della U2c, adesso alivello basso, forza ad 1 logico quella

della U2b, la quale manda in saturazio-ne il transistor T1 facendogli eccitare labobina del relé di linea (RL1). Il reléprovvede a collegare la linea telefonicaalla resistenza R7 e alla forchettatelefonica composta dai trasformatoriTF1 e TF2; ciò determina la rispostaalla chiamata, condizione riconosciutadalla centrale telefonica la quale prov-

vede subito a sospendere l’invio dell’al-ternata. L’impegno della linea è eviden-ziato dall’accensione del LED LD2,collegato (tramite la resistenza di limi-tazione R6) in parallelo alla bobina delRL1. Notate che la linea resta impegna-ta per tutto il tempo che il monostabilerimane eccitato, ovvero finché il pin 10dell’U2c resta a zero logico; tuttavia è


... prototipo a montaggio ultimato

LD2: led verde 5 mm lampeggiantePT1: Ponte diodi 1 AFC1: Fotoaccoppiatore 4N25AP: Altoparlante 8 ohmP1: Pulsante NATF1: Trasformatore mod. DPATF2: Trasformatore mod. DPB

Varie:- morsettiera 2 poli ( 4 pz.);- zoccolo 7 + 7 ( 3 pz.);- zoccolo 4 + 4;- zoccolo 3 + 3;- plug di alimentazione;- stampato cod. G049.

(Le resistenze sono da 1/4 di Wattcon tolleranza del 5%)

D1: 1N4148 DiodoD2: 1N4007 DiodoD3: 1N4007 DiodoD4: 1N4148 DiodoD5: 1N4007 DiodoD6: 1N4148 DiodoD7: 1N4148 DiodoRL1: relè 12 V 2 SC.U1: 7809 regolatoreU2: HEF4093BU3: LM324U4: LM386NU5: HEF4093BU6: 7812 regolatoreT1: BC547B Transistor NPNT2: BC547B Transistor NPNT3: BC547B Transistor NPNLD1: led giallo 5 mm

C10: 470 µF 16VL elettroliticoC11: 220 nF poliestereC12: 100 nF multistratoC13: 2,2 µF 25VL elettroliticoC14: 220 pF ceramicoC15: 100 nF multistratoC16: 220 µF 16VL elettroliticoC17: 10 µF 25VL elettroliticoC18: 100 nF multistratoC19: 470 µF 16VL elettroliticoC20: 22 µF 25VL elettroliticoC21: 4,7 µF 25VL elettroliticoC22: 47 nF multistratoC23: 100 nF multistratoC24: 47 nF multistratoC25: 100 nF multistratoC26: 100 nF multistratoC27: 100 nF multistrato

possibile disattivare il circuito (scon-nettendolo perciò dalla linea) in qua-lunque istante semplicemente premen-do il pulsante P1: così facendo si forzala carica rapida del C7 e il monostabilesi porta immediatamente al time-out,ripristinando le proprie condizioni dipartenza. Il pulsante permette quindi disospendere in qualunque momento l’a-

scolto segreto, ad esempio quando sivuole rispondere alla chiamata primadello scadere del tempo; è utile anchese si desidera usare il dispositivo come“filtro di telefonate”, ovvero per ascol-tare chi è che vi chiama prima dirispondergli, funzione utile, ad esem-pio, se in quel momento non voleteparlare con qualcuno in particolare.

Torniamo alla linea e vediamo cosaaccade dopo la risposta “ufficiale”(quella riconosciuta dalla centraletelefonica): il generatore di nota facen-te capo all’operazionale U3c (si trattadi un’oscillatore ad onda sinusoidaledel tipo a sfasamento) produce normal-mente un segnale a 440 Hz (tale è lafrequenza usata per i toni di libero,


occupato, ecc.) che, tramite l’operazio-nale U3d, viene applicato al trasforma-tore TF1 dal quale raggiunge la linea.L’oscillatore lavora però in mododiscontinuo, cioè genera il tono a 440Hz secondo la cadenza normalmenteimpostata in centrale telefonica: circa1,5 secondi di nota seguiti da 4 secondidi pausa. Questa cadenza la stabilisce laNAND U5c, configurata come astabile,i cui livelli logici di uscita alto e bassodurano rispettivamente 1,5 e 4 secondi:quando l’uscita della U5c è a livelloalto quella della U5d è a zero logico, iltransistor T3 è interdetto, e l’oscillatorea 440 Hz può funzionare; quando alpiedino 4 della U5c si trova lo zerologico, l’uscita della U5d è a livello altoe fa saturare T3, il quale va in cortocir-cuito tra collettore ed emettitore bloc-cando il funzionamento dell’oscillato-re. Il risultato si concretizza, in lineatelefonica, sotto forma di una serie di“tuuu” intervallati da pause, esattamen-

te come avverrebbe se l’utente chiama-to non rispondesse alla telefonata. Chichiama sente quindi la situazione tipicadell’attesa della risposta e non si accor-ge dell’intervento del circuito; chiara-mente chi ha un po’ di conoscenze ditelefonia può notare l’intervento deldispositivo, dato che il tono di liberonon viene sincronizzato con quelloreale (ovvero con l’alternata di chiama-ta in linea) e può determinare un evi-dente cambio di cadenza subito dopo larisposta, tuttavia la gran parte delle per-sone, poco esperte in materia, non cifarà caso. Nel circuito va notata la for-chetta telefonica, realizzata con due tra-sformatori appositamente studiati: que-sta forchetta è in pratica il dispositivo“antilocale” che attenua fortemente sullato di ascolto (in questo caso il secon-dario del TF2) il segnale (in questocaso il solo tono a 440 Hz) inviato inlinea telefonica e che, diversamente,verrebbe ascoltato al suo normale livel-

lo ostacolando di fatto l’ascolto diquanto può arrivare dal telefono delchiamante. Il segnale in arrivo dallalinea (quindi voci e rumori captati dallacornetta di chi ci chiama) viene prele-vato dal secondario del TF2, e applica-to all’ingresso di un amplificatoreinvertente, realizzato con l’operaziona-le U3a, che ne eleva il livello di circa10 volte; l’amplificazione è indispensa-bile per compensare l’attenuazioneprodotta dal circuito che segue, realiz-zato ed inserito per attenuare il livellosonoro ogni volta che dall’oscillatoresinusoidale esce la nota a 440 Hz.Quest’ennesimo circuito fa capo all’ul-timo degli operazionali (U3b) impiega-to come amplificatore/raddrizzatore:l’operazionale, il cui ingresso non-invertente è polarizzato con soli 0,6volt (a ciò provvede il partitore R25-D4) amplifica solo il segnale positivoricavando impulsi di tensione del tipo0,6/9 volt, utilizzati per caricare C13.Questa configurazione fa sì che la pre-senza del tono a 440 Hz determini l’1logico agli ingressi della NAND U5a elo zero alla sua uscita, forzando a livel-lo alto quella della U5b, che manda insaturazione T2. Vediamo quindi cheogni volta che viene prodotta la nota a440 Hz il transistor chiude praticamen-te a massa la resistenza R21, facendolefare partitore con R20 ed attenuandoperciò il segnale in arrivo da U3a; seconsideriamo che questo segnale vieneinviato all’amplificatore di potenza peressere ascoltato in altoparlante, appareovvio che la rete logica appena esami-nata serve ad attenuare il livello del-l’audio ogni volta che c’è il tono inlinea. A proposito di amplificatore,quello disposto nel circuito è basato sultradizionale LM386N della NationalSemiconductors, un affidabile finalinoBF monolitico capace di erogare 1 wattr.m.s. ad un altoparlante da 8 ohm diimpedenza, da noi utilizzato nella con-figurazione standard. Notate il poten-ziometro R24, che fa da regolazionedel volume di ascolto, e il secondoscambio del relé RL1 (lo stesso cheimpegna la linea) che svolge una fun-zione importante: chiudendosi soloquando il circuito risponde ad una chia-mata permette l’ascolto in altoparlantesolo quando serve. Se non ci fosse el’altoparlante rimanesse collegato sta-bilmente all’uscita dell’U1, si sentireb-

traccia rame in scala 1:1


be costantemente il residuo del tono dilibero (il generatore funziona sempre,anche quando il circuito è sconnessodalla linea) in altoparlante, residuo eli-minabile solo con la fastidiosa opera-zione di riduzione manuale (agendo inpratica su R24) del volume. Il funzio-namento esaminato finora vale finché ilcircuito rimane collegato alla linea;quando scade il tempo impostato dalmonostabile e l’uscita della porta logi-ca U2c assume di nuovo il livello alto,la U2b pone la propria uscita allo statologico 0 e lascia andare in interdizioneil transistor T1, che lascia quindi rica-dere il relé RL1. La linea telefonicaviene liberata e il circuito torna nellecondizioni di riposo. Chiaramente se siforza lo svincolo del circuito primadello scadere del tempo del monostabi-le, perché ad esempio si vuole rispon-dere alla telefonata, bisogna primasganciare la cornetta del proprio appa-recchio telefonico e dopo premere P1;

altrimenti si perde la conversazione(almeno in teoria, perché in pratica lacentrale lascia sempre passare un po’ ditempo se a riagganciare è il chiamato).Tutto il circuito è alimentato tramite untrasformatore con primario da rete(220V/50 Hz) e secondario da 12 voltcapace di erogare 400÷500 milliampè-re; il secondario del trasformatore, col-legato ai punti “IN AC” fornisce la ten-sione alternata al ponte raddrizzatorePT1, che consente il passaggio unica-mente della semionda positiva (dispo-nibile tra i piedini + e -) con la qualecarica C3 e C4 determinando, al punto+V, un potenziale di circa 16 volt. Lapresenza di tale tensione continua è evi-denziata dall’accensione del LED LD1.Due regolatori di tensione integrati,uno da 9 volt (U1) e l’altro (U6) da 12volt, provvedono a ricavare le tensioniper alimentare la logica e il generatoredi nota con annessi e connessi (i 9 volt)e l’amplificatore di bassa frequenza ed

il relé (12 volt). Bene, lasciamo adessole spiegazioni teoriche e passiamo allapratica del dispositivo, esponendo quel-le poche regole che vi aiuteranno nellacostruzione: innanzitutto seguite latraccia illustrata in queste pagine perricavare il circuito stampato, che unavolta inciso e forato ospiterà tutti icomponenti. Per il montaggio rammen-tate che conviene infilare per primi resi-stenze e diodi al silicio, poi gli zoccoli,i condensatori (partendo da quelli nonpolarizzati) i transistor, il ponte a diodi,il relé, e poi i LED. Durante il montag-gio uno sguardo di tanto in tanto alloschema elettrico e alla disposizionecomponenti vi permetteranno di mette-re ciascun componente al proprioposto, rispettando polarità e verso diinserimento di diodi, elettrolitici, tran-sistor, ponte raddrizzatore e integrati(quando li innesterete nei rispettivi zoc-coli). Per agevolare le connessioni dialimentazione e quelle con l’altoparlan-

Nell’interfaccia telefonica del circuito abbiamoimpiegato la cosiddetta “forchetta telefonica” cioèun dispositivo che permette di minimizzare la quan-tità di segnale inviato in linea che rientra inevitabil-mente in altoparlante. La forchetta è solitamente uncircuito a induzione utilizzato nei telefoni per evita-re di sentire nel ricevitore ciò che si dice nelmicrofono, ed èdi fondamenta-le importanzanegli apparec-chi a vivavoce,per i quali talefunzione è indi-spensabile adevitare il feed-back acustico.Quella cheabbiamo realiz-zato per il nostro circuito è una forchetta passiva adue trasformatori separati, e funziona così: il segna-le (tono di linea) applicato tramite R11 al primariodel TF1 viene trasferito ai due secondari di que-st’ultimo; uno dei secondari (quello in alto) è colle-gato in serie al primario del TF2, e tutti e due sonoalimentati dalla linea. Notate ora che il segnale

applicato al primario di TF2 viene indotto ai capidel secondario in basso (quello chiuso sul seconda-rio inferiore di TF1 e sul trimmer R8) e di quelloche porta il segnale prelevato dalla linea all’U3a. Ilsecondario inferiore del TF1 porta il tono a 440 Hzal TF2 in opposizione di fase (ciò si ottiene sem-plicemente ribaltando le connessioni dei suoi estre-

mi) rispetto acome entra,dalla linea, nel-l’avvolgimentosuperiore delmedesimo tra-sformatore; intal modo si haun’attenuazio-ne del tonostesso rispettoal segnale a

440 Hz mandato al primario di TF1 per essere tra-sferito alla linea. Tale attenuazione, regolando beneR8 (in modo da ottenere il valore di corrente otti-male) raggiunge i 30 dB, valore più che accettabile,non ottenibile con una forchetta attiva ad operazio-nali ma unicamente con una di tipo digitale che perònon permette una vera comunicazione full-duplex.

per separare i segnali


ANCHE IN SCATOLA DI MONTAGGIO

Il circuito descritto in queste pagine è disponibile in scatola dimontaggio (cod. FT144K) al prezzo di 110.000 lire. Il kit com-prende tutti i componenti, le minuterie, la basetta forata eserigrafata e i due trasformatori che compongono la forchet-ta telefonica. Questi ultimi sono disponibili anche separata-mente (cod. DPA/DPB) al prezzo di 30.000 lire la coppia. Ilmateriale va richiesto a: Futura Elettronica , V.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI) tel 0331-576139 fax 0331-578200.

te, il pulsante e la linea del telefono,conviene montare sul circuito stampatoapposite morsettiere a passo 5,08 mm.A proposito di connessioni, notate cheper l’alimentazione abbiamo adottatouna presa di quelle adatte agli alimenta-tori universali: il ponte a diodi permet-

te di dare l’alimentazione in alternata ocon uno di questi alimentatori (a 15-16volt) in continua, senza badare, in que-st’ultimo caso, alla polarità del collega-mento. I trasformatori TF1 e TF2 pos-sono entrare solamente nel verso giu-sto, l’importante però è non scambiarli

di posto, cioè mettere TF1 al proprioposto e non dove va il TF2, e viceversa.Notate che questi trasformatori (DPA,DPB) sono componenti difficilmentereperibili in commercio e che si posso-no trovare già pronti presso la dittaFutura Elettronica (tel. 0331/576139).Terminato il montaggio si collega l’al-toparlante (da 8 ohm, 1 watt) allarispettiva uscita, e lo stesso si fa con ilpulsante P1; ai punti marcati “IN AC”si collega il secondario del trasformato-re d’alimentazione, al cui primario vacollegato un cordone di rete terminantecon una spina. Chiaramente la spina vainnestata in una presa di rete, ma nonprima di aver completato le saldaturesul circuito stampato. Una volta ali-mentato e connesso alla linea telefoni-ca il circuito è pronto per la prova:dopo averlo acceso verificate che siailluminato LD1 e che rimanga invecespento LD2; verificate anche che l’al-toparlante non emetta alcun suono eche gli integrati siano alimentati con lerispettive Attendete quindi una chia-mata e verificate che il circuito rispon-da già dopo il primo squillo; la rispostaè evidenziata dall’accensionedell’LD2. Magari fate fare la telefonatada qualcuno che conoscete e ditegli diparlare anche in presenza del tono:potrete così regolare R24 per ottenere ilgiusto volume di ascolto. Poi, senzasegnale in linea, cioè senza che il chia-mante parli (mettetevi d’accordo) agitesul cursore dell’R8 ruotandolo in unverso e nell’altro fino ad ottenere lamassima attenuazione del tono a 440Hz generato localmente dal circuito.Verificate poi che il segnale vocale,cioè la voce del chiamante, giunga suf-ficientemente forte e chiara.


DIDATTICA

Alla scopertadei D.S.P.

di Alberto Colombo

Come tutti i microprocessori, anche il TMS320C50della Texas Instruments dispone di piedini destina-

ti all’interscambio di informazioni con il mondo ester-no. Questi pin risultanocontrollati internamenteal chip da apposite perife-riche denominate Port diI/O (Porte diingresso/uscita). Il con-trollo da parte del softwa-re utente delle varie porte,siano esse seriali o paral-lele, avviene mediantedelle operazioni di scrit-tura e di lettura di partico-lari registri. Vediamoquindi la struttura delleporte di I/O disponibilinel nostro DSP iniziandoda quella seriale.Quest’ultima risulta sud-divisa in due sezioni: unaricevente caratterizzata daun registro di ricezionedei dati (DRR) di tipoSIPO (Serial input,Parallel Output) e una tra-smittente in cui lavora ilregistro XRS di tipo PISO(Parallel Input, Serial out-

put). Tutte le operazioni della porta seriale sono con-trollate dal registro a 16 bit denominato SPC (SerialPort Control Register). Vediamo quindi il significato di

ogni bit di tale registro. Ilbit b1 (DLB) del registroSPC consente di abilitarela periferica al funziona-mento in “Loop digitale”o in “Normal Mode”. Nelprimo caso (Loop digita-le), i segnali DX e DRsono connessi da un mul-tiplexer per dare originead un unico segnale DR,analogamente l’FSR el’FSX sono multiplexatiper generare il segnale diFSR esterno. Nel secondocaso (Normal Mode),ogni piedino opera singo-larmente. Il bit b2 (FO)consente di selezionare lalunghezza dei dati da tra-smettere o da ricevere.Portando tale bit a 0 ven-gono abilitati tutti i 16 bitdisponibili nella seriale,mentre se viene posto a 1si abilitano solo gli 8 bitpiù bassi. Il b3 (FSM)

Per conoscere ed imparare ad utilizzare questi nuovi processori che stanno rivoluzionando il sistema di elaborazione delle informazioni digitali.

Una serie di articoli dedicati alla programmazione dei chip TMS320C5X della Texas Instruments, appartenenti ad una delle più flessibili

e diffuse famiglie di DSP. Quinta puntata.

TMS320C50, schema a blocchi della porta di comunicazione seriale

attiva la richiesta del segnale di sincro-nizzazione per le operazioni di ricezio-ne e di trasmissione dei dati. Il bit b4(MCM) seleziona il clock da utilizzare:portando a 0 il bit selezioniamo unclock esterno, portando a 1 il bit si col-lega la periferica al clock interno alDSP. Il bit 5 (TXM) serve per configu-

rare il piedino FSX della perifericaseriale. Portando tale bit a 1 il pin FSXfunziona come ingresso, portandolo a 0il pin FSX diventa una linea di uscita. Ibit b6 (XRST) e b7 (RRST) consentonodi resettare la porta seriale: il primoagisce sui parametri di trasmissione, ilsecondo su quelli di ricezione. Il bit b8

e il b9 del registro SPC rispecchiano lostato dei piedini CLKR (IN0) e CLKX(IN1). I bit successivi, il b10 e il b11,indicano l’avvenuto trasferimento delregistro di ricezione RSR nel DRR edel registro DXR nell’XRS: quando leoperazioni di trasferimento risultanoconcluse, questi bit assumono il valoredi uno logico e, nel contempo, vienegenerata una richiesta di interruzione.Il bit b12 (XRSEMPTY) viene usatodal DSP per segnalare che il registroXSR risulta “vuoto” e che quindi è pos-sibile caricare in quest’ultimo unnuovo dato. Analogamente, il bit b13(RSRFULL) informa che il registro diricezione è “pieno”. Gli ultimi due bitdi SPC sono dedicati all’emulazionedella scheda ad opera del debugger.Completata così la descrizione delregistro di controllo della seriale,diamo un’occhiata alla struttura dellaporta parallela.

LA PORTA PARALLELA

La periferica parallela disponibile nelTMS320C50 consente di indirizzare unmassimo di 65535 locazioni esterne.Questo dispositivo gestisce due tipi di


principio di funzionamento del convertitore

analogico-digitale ad “approssimazioni

successive”


Schema a blocchi del convertitore analogico/digitale digitale/analogico TML32040 implementato nello Starter Kit. Le caratteristiche principali del chip sono la risoluzione pari a 14 bit, sia per la sezione A/D che per quella D/A,

e la frequenza massima di lavoro di 16 KHz. Il convertitore è completo di filtro passa-banda del settimo ordine in ingresso e di filtro passa-basso sull’uscita analogica.

periferiche parallele: un primo gruppocomposto da sedici porte è disponibilein memoria, ovvero ad ogni singolaporta è associato un registro; un secon-do gruppo è rappresentato da alcunelocazioni di memoria a cui si accededirettamente con le istruzioni IN eOUT. Il primo gruppo di porte risultamappato in memoria dalla locazione 50hex alla 5F hex e per scrivere o leggeredei dati su tali porte basta utilizzare l’i-struzione SACL. Per leggere o scriveredei dati sul secondo gruppo di portebisogna, invece, digitare l’istruzioneIN o OUT seguita dalla locazione e daldato. Ad esempio, con l’istruzione IN0300h,0FFFEh trasferiamo il valorepresente sulla penultima porta nellalocazione di memoria 0300 hex; conl’istruzione OUT 0300h,0FFFFh tra-sferiamo il contenuto della locazione dimemoria 0300 hex nell’ultima porta.Come in tutti i dispositivi molto velociè presente un pin siglato READY pergestire lo stato di attesa qualora la peri-ferica collegata al DSP risulti più lentanello scambio di dati con il DSP stesso.La comprensione del modo di funzio-namento delle porte parallele e soprat-tutto di quella seriale è indispensabile

per la prosecuzione del Corso poiché cioccuperemo ora del convertitoreAD/DA implementato sulla scheda diemulazione contenuta nello Starter Kit,questo convertitore comunica infattiserialmente con il DSP. Prima di descri-vere il funzionamento del convertitorevogliamo chiarire alcuni concetti base

legati alle problematiche di conversioneA/D e D/A.

LA CONVERSIONE A/D

Nel processo di conversione di unsegnale analogico in uno di tipo digita-le bisogna rispettare alcune regole

principio di funzionamento del convertitore digitale-analogico a “rete resistiva”


LA TRASFORMATA DI FOURIER

L’analisi dei segnali per mezzo della teoria di Fourier non è un fatto nuovo o comunque non di questi ultimi anni. I primiconcetti furono formulati da J.B.J. Fourier fin dal 1800 e da allora vennero utilizzati in numerosi campi. Nel 1960 Cooleye Tukey pubblicarono un algoritmo di calcolo per computer che utilizzando la teoria di Fourier era in grado di compie-re l’analisi di un fenomeno fisico o elettrico in un tempo relativamente breve: questo algoritmo prese il nome di “FastFourier Trasform” meglio conosciuta come FFT. Dietro alla FFT c’è tutta la teoria di Fourier sulla rappresentazione diun segnale come somma di un numero infinito (o in ogni caso molto grande) di sinusoidi, tutte correlate opportunamentetra loro. Anche se calcolare tutte le sinusoidi e poi sommarle può sembrare molto complesso, in realtà è solamente unsusseguirsi di moltiplicazioni e addizioni che crescono in numero, con l’aumentare del grado di precisione che si vuoleottenere. Con il passare degli anni l’algoritmo di calcolo della trasformata è andato sempre più affinandosi, fino a ridur-re al minimo il numero di calcoli necessari. Ad esempio, se vogliamo rappresentare con 20 punti un segnale nel domi-nio delle frequenze utilizzando la trasformata di Fourier discreta, dobbiamo compiere un numero di operazioni che è parial quadrato del numero dei punti ovvero 400, mentre se utilizziamo la FFT il numero scende a circa 80 con un notevolerisparmio di tempo. Attorno a questo algoritmo di calcolo nacquero i microprocessori dedicati che noi conosciamo comeDSP.

affinché il segnale convertito sia unarappresentazione fedele di quello origi-nale. La conversione A/D deve infattirispettare il “Teorema delCampionamento”, conosciuto anchecon il nome di “Teorema di Nyquist”, ilquale impone una frequenza di“Sample” (campionamento) non infe-riore al doppio della frequenza più altapresente all’interno del segnale da cam-pionare. Sempre in relazione alla fre-quenza di campionamento occorresegnalare un particolare fenomeno cheprende il nome di “Aliaising” o

“Folding”. Quest’ultimo si manifestacome “ritorno” delle componenti in altafrequenza contenute nel segnale all’in-terno di quelle in bassa frequenza. Perevitare questo fenomeno accorre preve-dere l’utilizzo di un filtro passa bassotra la sorgente del segnale ed il circuitocampionatore. Così facendo, vengonoeliminate tutte le componenti in altafrequenza indesiderate consentendo diutilizzare una frequenza di Sample diappena due volte superiore alla fre-quenza di taglio del filtro. Il campiona-mento di un segnale è una fase impor-

tante del processo di digitalizzazione diun segnale continuo nel tempo ma nonè l’unica operazione che merita atten-zione. Infatti, dopo aver elaborato ilsegnale digitalizzato esso va riconverti-to in una forma d’onda continua neltempo e per fare questo occorrono deidispositivi di conversione D/A.

LA CONVERSIONE D/A

Questi ultimi ricevono in ingresso unnumero binario e presentano in uscitaun livello di tensione proporzionale alnumero binario. Anche in questo casooccorre prestare attenzione al tipo diconvertitore da utilizzare; esso infattideve essere compatibile con il disposi-tivo utilizzato per la conversione delsegnale da analogico a digitale altri-menti si rischia di perdere le informa-zioni acquisite con la conversione A/D.I convertitori D/A sono molto più sem-plici di quelli A/D, sia da usare sia nelmodo in cui sono costruiti.Generalmente un DAC è realizzato dauna rete resistiva “a peso” ovvero da uncerto numero di resistenze collegate traloro in modo che ad ogni bit di ingres-so sia associato un determinato “peso”.

Un esempio di sistema D.S.P. (Digital Signal Processing), sigla cheviene usata per classificare sia dei particolari

microprocessori, quali il TMS320C50 descritto in queste pagine, che unadisciplina basata sull’elaborazione di qualsiasi tipo di segnale attraverso

una sequenza di numeri e simboli.


La rete resistiva è comandata da ungruppo di interruttori analogici formatida transistor o da Fet e pilotati diretta-mente dai bit d’ingresso. Il segnaleconvertito in forma analogica si pre-senta composto da tanti piccoli seg-menti che grazie all’interposizione diun filtro passa-basso vengono “arroton-dati” e in gran parte eliminati in mododa ottenere un segnale che varia concontinuità.

IL TLC32040

La scheda di emulazione contenutanello Starter Kit implementa un con-vertitore analogico-digitale-analogicotipo TLC32040. Quest’ultimo è carat-terizzato da una risoluzione di 14 bitsia per la sezione A/D che per quellaD/A e da una frequenza massima dilavoro di 16 KHz (frequenza massimadel segnale da convertire di 8 KHz).All’interno del TLC32040 troviamodue sezioni indipendenti, di cui unadedicata alla conversione A/D, unadedicata a quella D/A e un sistema sta-bilizzato in grado di ricavare la tensio-ne di riferimento per le due sezioni diconversione. Gli ingressi analogici,

siglati IN+ e IN-, e quelli ausiliari,siglati AUX IN+ e AUX IN-, possonofunzionare sia in modalità differenzialeche a single-ended con guadagno rego-labile da 1 a 4. L’escursione massimadel segnale analogico in ingresso è fun-zione del guadagno dell’ingresso stessoe va limitata a +/- 6 volt se il guadagnoè unitario, oppure a +/- 1,5 volt conguadagno massimo (4 volte). La sezio-ne di conversione A/D dispone iningresso di un filtro passa-banda delsettimo ordine, molto selettivo e con-trollabile via software. In pratica, il fil-

tro in questione è realizzato da unaserie di capacità che vengono inseri-te/disinserite mediante degli interrutto-ri analogici controllabili da software.Anche il convertitore D/A prevede iningresso un filtro, questa volta di tipopassa-basso, controllabile da software.La frequenza di commutazione degliinterruttori analogici presenti nel filtropassa-banda e in quello passa-basso èdi 288 KHz. L’uscita del TLC32040comprende un amplificatore di piccolapotenza in grado di pilotare un caricominimo di 300 ohm, la tensione massi-

convertitore A/D-D/A

TML32040,struttura interna

e disposizione dei pin

TML32040,PLCC 28 pin

Per realizzare un sistema D.S.P. sono necessari tre diversi blocchi hardware.Il primo converte il segnale analogico in una sequenza di numeri binari, il

secondo elabora velocemente questi numeri ed il terzo riconverte i datidigitali, opportunamente modificati dall’algoritmo presente

nel D.S.P., in un segnale analogico.

ma supportata dall’uscita varia da +/- 3Volt (con impedenza del carico di 300ohm) a +/- 6 Volt (con impedenza del

carico di 600 ohm). Il TML32040 puòfunzionare sia in modo asincrono chesincrono. Nel primo caso, le frequenze


IL DOMINIO DELLE FREQUENZE

Generalmente una forma d’onda viene rappresentata nel “dominio del tempo” e, in questo caso, viene raffigurata l’e-voluzione del segnale con il trascorrere del tempo. Non sempre però questo tipo di rappresentazione risulta essere il piùconveniente e grazie ad una trasformazione matematica del segnale è possibile passare dal dominio del tempo a quellodelle frequenze. In questo nuovo spazio, le forme d’onda che conosciamo assumono un aspetto completamente diverso,il segnale viene infatti rappresentato da tante righe quante sono le frequenze presenti all’interno del segnale stesso. Adesempio, un segnale sinusoidale viene rappresentato, nel dominio delle frequenze, da due sole righe: una alla frequenzadi 1/T e l’altra in corrispondenza della frequenza -1/T, dove T indica il periodo del segnale preso in esame. I grafici cherappresentano nel dominio delle frequenze una forma d’onda prendono il nome di “spettri in frequenza” del segnale.

di conversione e quella pilota dei filtripossono risultare diverse tra loro perrendere indipendente la sezione A/Ddalla D/A. Nella modalità sincrona,invece, entrambe le sezioni funzionanoalla stessa frequenza. La modalità difunzionamento, la frequenza base perla conversione A/D, per il filtro bassabanda, per la conversione D/A e per ilfiltro passa-basso vengono selezionateagendo sui registri di controllo delchip. All’atto della prima accensione, ilconvertitore inizializza i propri registriper lavorare con una frequenza di con-versione sincrona di 8 KHz.

PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

Il convertitore comunica serialmentecon il DSP mediante sei linee di I/O. Idati transitano sulle linee Data Trasmit(TX) e Data Receive (DR). Le duelinee di controllo, siglate EODR eEODX, servono rispettivamente perinformare il DSP che il dato è statocompletamente ricevuto e che la tra-smissione dei dati è terminata. I pinFSR e FSX generano un segnale di sin-cronizzazione in corrispondenza dellaricezione o della trasmissione dei dati.Il settaggio di questo dispositivo avvie-ne mediante le prime due Word inviateal chip dal DSP dopo la fase di reset. Inquesta fase possiamo scegliere unaserie di parametri quali il guadagnodello stadio di ingresso, l’abilitazione

A sinistra, segnale sinusoidale al variaredel tempo. A destra, lostesso segnale rappre-sentato in frequenza.


;**************************************************************************;************* File: MF75.ASM Data: 10/03/96 **********;************* (C) 1996 by FUTURA ELETTRONICA **********;**************************************************************************

mmregs .ds 0f00h

;Inizializza il convertitore con frequenza di ;campionamento di 19 KHzTA .word 9 RA .word 9 TAp .word 31 RAp .word 31 TB .word 21 RB .word 21 AIC_CTR .word 8h ;Abilita il filtro digitaletemp .word 06h ;Prima zona di memoria dati

;contiene il valore 6 hexk1 .word 00h ;k1 e k2 coefficienti del filtro

;realizzato nel programmak2 .word 01h a .word 0h ;Zone di memoria libereu .word 0hy .word 0h

;Inizializzazione degli interrupt necessari per questa applicazione.ps 0802h ;Scrivi l’istruzione definita “B”

;alla locazione corrispondente ;all’interrupt 1

inter1: B aumenta ;Label per definire la;destinazione di INT1

.ps 0806h ;Scrivi l’istruzione definita “B”;alla locazione corrispondente;all’interrupt 3

inter3: B diminuisci ;Label per definire la;destinazione di INT3

.ps 080ah ;Scrivi l’istruzione definita “B”;alla locazione corrispondente;all'interrupt di RX e TX dell’AIC

rint: B RICEVI ;Interrupt RX serialexint: B TRASMETTI ;Interrupt TX seriale

;Inizializza il TMS32C050 .ps 0A00h ;Loazione di memoria dove

;il Debug iniziea a compilare ;il programma

.entry ;Locazione partenza del ;Program Counter

START:SETC INTM ;Disabilita gli interruptLDP #0 ;Setta data page pointerOPL #0834h,PMST ;Setta PMSTLACC #0 ;Azzera accumulatoreSAMM CWSR ;Setta stati di attesaSAMM PDWSR ;Zero stati d’attesaSPLK #027h,IMR ;Interrupts per AICCALL AICINIT ;Inizializza AIC CLRC OVM ;OVM = 0SPM 0 ;PM = 0SPLK #017h,IMR ;Seleziona gli interruptCLRC INTM ;Abilita interrupts MAR *,AR5 ;Scelta del registro

;ausiliario con cui lavorareLAR AR5,#0F0Ah ;Il registro AR5 viene

;caricato con l’indirizzo;di memoria della prima ;zona libera

WAIT NOP ;Ciclo di attesa, il DSPNOP ;attende un interruptNOPB WAIT ;Salto incondizionato

;ROUTINE DI RICEZIONE INTERRUPT ****************************RICEVI: LAMM DRR,0 ;Leggi il contenuto del

;registro di ricezioneSACL *,0 ;Memorizza il valore letto in AR5

;Esegui la funzione: Y=k2/(1-k1)ZAP ;Azzera ACC e PREGLDP #TEMP ;Carica il puntatore di pagina con

;pagina con l’indirizzo di partenza ;della zona dati

LT 0F09h,0 ;Memorizza il valore di k2 nel;registro TREG0

MPY *,AR5 ;Moltiplica il dato alla locazione;individuata da AR5 con il;contenuto di TREG0

LTA 0F08h,0 ;Salva in ACC risultato e carica;in TREG0 il valore di K1

MAR *+,AR5 ;Incrementa il contenuto di AR5MPY *,AR5 ;Moltiplica k1 con il contenuto

;della nuova locazione APAC ;Aggiorna l’accumulatoreSACL *,0 ;Memorizza il risultato nella nuova

;locazioneMAR *-,AR5 ;Ripristina il valore di AR5SAMM DXR ;Manda in uscita il valore

;calcolatoRETE ;Ritorno dall’interrupt

TRASMETTI: RETE ;Routine per l’interrupt di trasmissione;si limita a ritornare

;ROUTINE AUMENTA VOLUME ************************************;Il volume aumenta portando a zero volt il pin dell’interrupt 1AUMENTA: RPT #0FFFFh ;Esegui un ciclo di attesa

;ripetendo 65535 volte il NOPNOP LDP #TEMP ;Carica pagina di memoria

;relativa alla locazione TEMPLACL 0F09h,0 ;Carica ACC con il contenuto

;locazione 0F09 hexADD #1h ;Incrementa ACCCPL #40h,0F09h ;Compara il contenuto della

;cella 0F09 con 40 hexXC 2,TC ;Se uguale esegui istruzione

;successiva altramenti viene;saltata

SUB #10h ;Sottrai all’ACC 10 hexNOPSACL 0F09h,0 ;Memorizza il nuovo valore

;nella cella 0F09 hexRPT #0FFFFh ;Ciclo di attesaNOPRPT #0FFFFh ;Ciclo di attesaNOPRETE ;Ritorno dall’interrupt

;ROUTINE DIMINUISCI VOLUME ************************************;Il volume diminuisce portando a zero volt il pin dell’interrupt 3DIMINUISCI: LDP #TEMP ;Carica la pagina di memoria

;relativa alla locazione TEMPLACL 0F09h ;Carica ACC con contenuto

;locazione 0F09 hexSUB #1h ;Sottrai uno all’ACCXC 2,EQ ;Se ACC < 0 esegui

;istruzione eguenteLACL #0h,0 ;Azzera ACCNOPSACL 0F09h,0 ;Memorizza il nuovo valore

;nella cella 0F09 hexRPT #0FFFFh ;Ciclo di attesaNOPRPT #0FFFFh ;Ciclo di attesaNOP


RETE ;Ritorno dall’interrupt

;SETTAGGIO DELL’AIC **********************************************AICINIT: SPLK #00h,TCR ;Azzera il registro del Timer

SPLK #20h,TCR ;Inizializza TimerSPLK #01h,PRD ;Valore di inizio del TimerMAR *,AR0 ;Scelta del registro ausiliarioLACC #0008h ;Carica ACC con il numero 8 SACL SPC ;Memorizza ACC nel registro

;di controllo della porta serialeLACC #00C8h ;Carica ACC con C8 hex SACL SPC ;Memorizza ACC nel registro

;di controllo della porta serialeLACC #080h ;Carica ACC con 80 hex SACH DXR ;Invia parte alta di ACC

;al convertitoreSACL GREG ;Memorizza parte bassa ACC

;nel registro di gestione;della memoria globale

LAR AR0,#0FFFFh ;Carica AR0 con FFFF hexRPT #10000 ;Ciclo di attesa: carica 1000LACC *,0,AR0 ;volte ACC con FFFF hexSACH GREG ;Memorizza parte alta di ACC

;nel registro di gestione;della memoria globale

LDP #TA ;Carica pagina di memoria ;iniziale

SETC SXM ;Setta ad uno il bit SXMLACC TA,9 ;Carica ACC con TA

;shiftato a sinistra di 9 posti ADD RA,2 ;ACC + valore di RA shiftato

;a sinistra di due postiCALL AIC_2ND ;Chiama subroutine invioLDP #TB ;Carica pagina di memoria

;relativa al dato TBLACC TB,9 ;Carica ACC con TB

;shiftato a sinistra di 9 postiADD RB,2 ;ACC + RB shiftato

;a sinistra di due postiADD #02h ;ACC + 2 CALL AIC_2ND ;Chiama subroutine invioLDP #AIC_CTR ;Carica pagina di memoria

;relativa all’AICLACC AIC_CTR,2 ;Carica con il dato AIC_CTR

;shiftato a sinistra di due postiADD #03h ;Somma 3 CALL AIC_2ND ;Chiama subroutine di invioRET ; Ritorno dalla subroutine

;INVIA AL CONVERTITORE LA CONFIGURAZIONE SCELTA ***AIC_2ND: LDP #0 ;Azzera il puntatore di pagina di

memoria SACH DXR ;Invia il contenuto della parte alta

;dell’accumulatore al convertitoreCLRC INTM ;Azzera interrupt mascherabileIDLE ;Attendi conferma dell’operazioneADD #6h,15 ;Somma ad ACC 6 hex

;shiftato a sinistra di 15 postiSACH DXR ;Invia il contenuto della parte alta

;dell’accumulatore al convertitoreIDLE ;Attendi conferma dell’operazioneSACL DXR ;Invia il contenuto della parte bassa

;dell’accumulatore al convertitoreIDLE ;Attendi conferma dell’operazioneLACL #0 ;Azzera ACCSACL DXR ;Azzera il registro di trasmissione e

;l’uscita del convertitoreIDLE ;Attendi conferma dell’operazioneSETC INTM ;Disabilita interrupt non mascherabiliRET ;Ritorno dalla subroutine

.END

PER IL PROGRAMMATORE

Il sistema di sviluppo per i processori D.S.P. della Texas Instruments (cod. TMS320TK DSP Starter Kit)costa 450.000 lire. La confezione comprende: due dischetti con il software di emulazione e di assem-blaggio, un manuale sullo Starter Kit e uno sul chip TMS320C50, la scheda di emulazione con a bordoun TMS320C50, un modulo di interfaccia al PC e un convertitore A/D e D/A a 14 bit, un alimentatoreda rete, un cavo di collegamento al PC. Lo Starter Kit comprende inoltre un completo set di materialedidattico indispensabile per apprendere e per insegnare le tecniche di programmazione dei DSP com-posto da un dischetto con programmi dimostrativi, un CD multimediale con ulteriori informazioni suiDSP, un manuale per l’insegnamento, una serie di dispense per gli studenti, un manuale con la teoriadell’elaborazione digitale di segnali numerici, numerosi lucidi per la proiezione di immagini durantel’insegnamento. Il programmatore va richiesto a: FUTURA ELETTRONICA, v.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331-576139.

degli ingressi ausiliari, il tipo di tra-smissione e la selezione del filtro passabanda sull’ingresso.

IL PROGRAMMA

Concludiamo questa puntata propo-nendo il listato di un semplice pro-gramma didattico. Il programma inquestione consente di leggere un segna-le audio, di regolarne il volume, di fil-

trarlo opportunamente e di presentarloin uscita. Il listato risulta suddiviso inquattro parti fondamentali. La primacontiene le istruzioni relative allagestione delle interrupt. Nella secondaparte del programma trovano posto leistruzioni di inizializzazione del DSPquali l’abilitazione degli interrupt e lascelta dei registri ausiliari. La terzaparte del programma esegue l’inizializ-zazione del convertitore TLC32040.

Infine, l’ultima sezione, provvede aleggere i dati dal registro DRR, a fil-trarli mediante la funzione matematicaOUT= IN*k2/(1-k1) ed alla regolazio-ne del volume mediante le due subrou-tine “Aumenta” e “Diminuisci” control-late dalle interruzioni INT1 e INT3.Gli interrupt in questione coincidonocon i pin 1 e 3 di JP3 dello Starter Kit erisultano attivi quando vengono portatia livello logico basso.

Da qualche tempo è disponibile sul mercato dellacomponentistica tutta una serie di circuiti integrati

prodotti da una Casa costruttrice, la Holtek, specia-lizzata in prodotti per la creazione e l’elabora-zione del suono e delle voci; si tratta di com-ponenti che si distinguono per prestazioni,costo e praticità nell’uso in svariati tipidi circuiti. Componenti che anchenoi abbiamo utilizzato per propor-re progetti sempre nuovi einteressanti: nei mesi scorsitra le pagine di questa rivi-sta avete trovato, adesempio, il trucca-voce basatosull’HT8950 (nel n.3, ottobre ‘95) e l’ecodigitale realizzato conl’HT8955 (pubblicato nelfascicolo di luglio/agosto1995). Adesso vogliamo riprende-re la “carrellata” sui prodotti Holtekchiamando in causa un altro di questieccezionali integrati: l’HT2860B, un com-pleto sintetizzatore capace di produrre ben 6differenti suoni di sirena, da quella delle ambu-lanze fino a quelle più futuristiche tipiche dei video-games e dei più sofisticati quadri di controllo e sistemi“galattici” dei film di fantascienza. L’HT2860 è un

componente che si presenta in contenitore plasticodual-in-line a 9+9 piedini e contiene un sintetizzatore disuoni modulati, sei in tutto, ottenibili con semplicicomandi logici dati ad altrettanti piedini di controllo; isuoni vengono generati tutti partendo da una base-

tempi comune, controllata da un oscillatore diclock la cui frequenza di lavoro è facilmente

impostabile mediante due resistenze ed uncondensatore da aggiungere all’integra-

to, opportunamente collegati a quat-tro dei suoi piedini. L’HT2860

funziona con tensioni bassis-sime, comprese fra 3 e 4,5

volt, e rende disponibi-le il segnale audio

tra il piedino diuscita e massa,

oppure tra due pie-dini nel caso si voglia

ascoltare i suoni tramiteuna pastiglia piezoelettrica. La

bassa tensione di lavoro e la possi-bilità di pilotare un trasduttore pie-

zoelettrico o una semplice pastigliapiezo, rendono l’integrato ideale anche per

sonorizzare modellini (anche radiocomandati...)di automobili, autoambulanze, camion dei pompie-

ri, ecc., nonché plastici. Naturalmente i suoni prodottidall’HT2860 possono essere utilizzati per creare effet-

GADGET

UNA SIRENA......SEI SUONI

di Francesco Doni

Impiegando un nuovo circuito integrato della Holtek abbiamo realizzato una sirena capace di produrre 6 suoni differenti, rendendoli

udibili in altoparlante alla potenza di ben 25 watt. Ideale per allarmi e sistemi antifurto per auto e casa.



ti ed arricchire colonne sonore. Nelnostro caso il componente viene utiliz-zato per realizzare una sirena conuscita di potenza, capace di pilotarealtoparlanti di qualunque genere for-nendo circa 25 watt. Questa sirena puòprodurre uno dei 6 suoni disponibili aseconda di quale dei piedini di control-lo del chip viene abilitato, ovvero por-tato al positivo di alimentazione. Maprima di vedere come è fatta e comefunziona la sirena che vi proponiamo,riteniamo interessante e determinantedare un’occhiata più da vicino al chipdella Holtek: abbiamo detto che contie-ne un sintetizzatore di suoni, 6 diversi,

prelevabili da una sola uscita. Bene, ilsintetizzatore produce suoni ottenutipartendo da un segnale di forma d’on-da rettangolare modulato in frequenzasecondo un preciso andamento, cioèora in modo continuo, ora a scatti (duevalori di frequenza si alternano senzache vi sia il passaggio graduale dall’u-no all’altro). Tre piedini di test (3, 15,16) permettono di analizzare le formed’onda di modulazione. Il segnale chedeve essere generato e mandato all’u-scita dipende dal livello dato ai piedinidi controllo 12, 11, 10, 9, 8, 7 (rispet-tivamente K1, K2, K3, K4, K5, K6) eda un’unità logica che controlla il fun-

zionamento del generatore di notainterno: quando uno di questi piediniviene portato al livello alto (corrispon-dente al potenziale di alimentazionedell’integrato, ovvero a quello del suopiedino 6) l’HT2860 genera il suonocorrispondente ad esso. L’integrato puògenerare più suoni consecutivamenteattivando più piedini di controllo allavolta, producendo però i suoni sempresecondo l’ordine K1÷K6, cioè primaquello relativo al piedino 12 e poi, via-via, quelli successivi fino al sesto(quello attivato portando a livello alto ilpiedino K6, cioè il 7). Il generatore dinota viene controllato dall’oscillatoreche, esternamente all’integrato, fa capoai piedini 1, 2, 5 e 14: tra il pin 1 e il 2va collegata una resistenza (tipicamen-te da 120 Kohm) e lo stesso dicasi tra ipiedini 5 e 2 (in questo caso il valoredella resistenza è 560÷680 Kohm)mentre tra il pin 14 e il 13 (massa) vaconnesso un condensatore da 1.000picofarad. Il segnale audio, cioè la notamodulata prodotta dalla sirena, escedal piedino 17, cioè tra questo e massa,oppure tra i piedini 17 e 18; può essereascoltato semplicemente collegandouna pastiglia piezoelettrica tra il pin 17e la massa, oppure tra i piedini 17 e 18.Per l’ascolto con un altoparlante tradi-zionale, ad esempio da 8 ohm, è indi-spensabile interporre un transistor NPNpolarizzato in base, mediante una resi-stenza di valore adeguato, con il segna-le uscente dal piedino 17. Oltre alleuscite audio l’HT2860 dispone di un’u-scita per far lampeggiare un LED, allafrequenza di 0,5 Hz. Questo LED indi-ca che l’integrato è in funzione e chesta generando la nota; può essere utiliz-zato, nel modellismo, per realizzare unpiccolo lampeggiante che funzioniinsieme alla mini-sirena. L’integratofunziona bene con una tensione d’ali-mentazione continua di valore compre-so fra 3 e 4,5 volt, e se nessuno dei pie-dini 7÷12 è attivato si dispone automa-ticamente a riposo (stand-by) assorben-do soltanto 1 microampère di corrente.Bene, ora che abbiamo spiegato per filoe per segno le caratteristiche ed il fun-zionamento dell’HT2860, vediamocome funziona la sirena che in esso hail cuore; per ogni spiegazione facciamoriferimento allo schema elettrico illu-strato in queste pagine. Notate innanzi-tutto la semplicità del circuito; del

C’E’ ANCHE IL LAMPEGGIATORE!Forse non ci avete pensato, però si può utilizzare l’uscita lampeggiantedell’HT2860 per pilotare un vero e proprio lampeggiatore a 12 volt:basta infatti eliminare il LED e collegare al suo posto un transistor NPNo, meglio, un darlington (es. BDX53); la base di quest’ultimo si può colle-gare al posto dell’anodo del LED, e l’emettitore a massa. Il collettoreva invece ad un punto della lampada a 12V del lampeggiatore e l’altropunto di questa si collega al +V. Chiaramente nel dimensionare l’alimentato-re o la batteria per la sirena andrà tenuto conto dell’assorbimento della lam-pada (che non dovrà comunque superare, usando il BDX53, i 4A). Unabuona lampadina, compromesso ideale tra consumo e luminosità, puòessere una di quelle montate sugli “STOP” o sugli indicatori di direzionedelle auto (12V, 21W, che assorbe meno di 2A).

schemaelettrico


COMPONENTI

R1: 120 KohmR2: 560 KohmR3: 100 ohmR4: 680 ohmR5: 1 KohmR6: 22 KohmR7: 220 ohmC1: 47 µF 16VL elettr.C2: 1 nF ceramicoC3: 220 µF 16VL elettr.D1: 1N4002D2: 1N4002DZ1: Zener 4,7V - 0,5WLD1: LED rosso 5 mmT1: BD135T2: BD910T3: BC547U1: HT2860BAP: Altoparlante per sire-ne 4 ohm, 25W

Varie:- zoccolo 9+9 pin;- morsetto 2 poli (4 pz.);- morsetto 3 poli;- stampato cod. G051.

(Le resistenze sono da 1/4di watt con tolleranza 5%)

in pratica

PER LA SCATOLA DIMONTAGGIO

Il generatore è disponibile inkit (cod. FT145K) al prezzodi 24.000 lire IVA compresa.Il materiale va richiesto a:Futura Elettronica, V.leKennedy 96, 20027Rescaldina (MI) tel 0331-576139, fax 0331-578200.

resto, dato che fa tutto l’integrato, nonserve altro che una coppia di transistorper rinforzarne il segnale di uscitaprima di mandarlo all’altoparlante, e unaltro transistor per limitare la tensionedi alimentazione del chip al valore chepiù gli si addice. Ma vediamo le cosecon ordine. L’HT2860 funziona nellasua classica configurazione ed ha i pie-

dini di controllo collegati ad una mor-settiera, alla quale giunge anche il posi-tivo di alimentazione prelevato diretta-mente dal piedino 6 (+Vdd del chip);per attivare i suoni basta quindi colle-gare il punto positivo a ciascuno degliingressi di comando. Ad esempio, se sivuole ottenere il suono 1 si deve colle-gare il punto “+” della morsettiera alK1 (piedino 12 dell’HT2860). Allamorsettiera di controllo si può anchecollegare una tastiera a 6 tasti collegaticon un terminale in comune, in mododa scegliere quale suono attivare tra i 6disponibili. Il segnale di uscita vieneprelevato dal piedino 17 e da essoinviato alla base del transistor T3, chelo amplifica di quanto basta. Questotransistor funziona da pilota per il fina-le T2, al quale è affidato il compito dipilotare l’altoparlante fornendogli tuttala corrente della quale ha bisogno.Notate che per ottenere una buonapotenza in uscita abbiamo deciso dialimentare il circuito con 12÷13 volt incontinua: così possiamo fornire circa25 watt ad un altoparlante magnetodi-namico (midrange o trasduttore specifi-co per sirene) da 4 ohm di impedenza.Chiaramente i 12 volt non sono benvisti dall’HT2860, che lavora al massi-mo con 4,5 volt. E’ per questo motivoche abbiamo inserito il semplice rego-


E SE VOLESSI...?Nel nostro circuito, l’HT2860 rappresenta il cuore di una sirena molto poten-te, adatta come segnalatore di allarme per impianti antifurto, antincen-dio, e simili, però può anche essere impiegato da solo o al massimo conil solo transistor T3 per realizzare una mini sirena da modellismo. Volendoottenere una sirena di piccola potenza basta non montare R4, R6, R7, C1,DZ1, D2, T1 e T2; si cortocircuitano le piazzole di collettore ed emettitoredel T1 e si collega un altoparlante da 8 ohm - 0,25W tra il catodo del diodoD1 (linea positiva di alimentazione) e il collettore del transistor T3. Aipunti di alimentazione bisogna quindi fornire 4÷4,5 volt c.c. prelevabili adesempio da una serie di tre stilo o da una pila piatta da 4,5V.

latore di tensione realizzato attorno altransistor T1: quest’ultimo è connessoa collettore comune e fornisce tra ilproprio emettitore e massa una tensionepari a quella che ne polarizza la base,diminuita della caduta base-emettitore(tipicamente 0,65÷0,7V). La base delT1 è polarizzata mediante il diodoZener DZ1, alimentato tramite la resi-stenza “zavorra” R2; C1 filtra la tensio-ne di base (altrimenti disturbata dallacommutazione di T2) del transistor. LoZener è da 4,7 volt, il che permette diottenere, tra il piedino 6 dell’HT2860 emassa, una tensione stabilizzata delvalore di circa 4 volt. Adesso notate lafunzione del transistor T3, che nonfunziona solo da primo amplificatoredel segnale prodotto dall’U1, ma prov-vede ad adattare il livello di questosegnale a quello dell’alimentazione,alla quale è riferito l’emettitore del T2:dal piedino 17 dell’HT2860 esconoimpulsi del tipo 0/4 volt, mentre il cari-co (altoparlante) viene alimentato tra 0e 12 volt circa. Bene, T3 provvede atraslare i livelli alti del segnale da 4 a12 volt, grazie al collegamento delleresistenze R6 ed R7 tra il proprio col-lettore ed il positivo di alimentazione.Notate anche che la connessione T2/T3non richiede alcuna corrente nei perio-di di pausa del segnale (0 volt) e quan-

do l’integrato si trova in standby: infat-ti in tal caso il piedino di uscita (17) sitrova a livello basso, T3 è interdetto enel suo collettore non scorre corrente,perciò non vi è caduta di tensione aicapi di R6, il che lascia interdetto ancheT2. Insomma, il circuito della sirena ètutto qui; che altro dire ancora? Già,che l’alimentazione viene fornita aipunti marcati “+” e “-” V e che il diodoprotegge l’intero circuito nel caso pererrore venga data l’alimentazione alcontrario.

REALIZZAZIONEPRATICA

Lasciamo adesso il lato teorico peranalizzare quello pratico, cioè lacostruzione della multisirena a 6 toni.Per agevolare la realizzazione illustria-mo in queste pagine la traccia del latorame del circuito stampato, a grandezzanaturale. Una volta inciso e forato il cir-cuito stampato potete montare su diesso dapprima le resistenze e i diodi alsilicio, rispettando per questi ultimi lapolarità indicata nello schema elettricoe nella disposizione componenti.Proseguite inserendo e saldando lozoccolo a 18 pin per l’integrato, quindii condensatori, i transistor (inserendoliciascuno nel verso indicato dalla dispo-

sizione componenti) e il LED; ricorda-te che il catodo (cioè l’elettrodo daconnettere a massa) di quest’ultimo è ilterminale che sta dalla parte del conte-nitore recante uno smusso. Ricordateanche che per un uso continuato dellasirena è bene raffreddare il BD910 conun dissipatore da non più di 13 °C/W.Per agevolare le connessioni di alimen-tazione, nonché quelle con l’altopar-lante e gli eventuali interruttori dicomando dell’HT2860, consigliamo dimontare delle morsettiere da circuitostampato a passo 5,08 mm. Una voltaterminate le saldature potete inserirel’HT2860 nel proprio zoccolo, avendocura di disporlo con la tacca di riferi-mento orientata come si vede nelladisposizione componenti: in pratica ilpiedino 1 del chip deve stare a fiancodella resistenza R1. Fatto ciò dateun’occhiata al circuito per verificareche sia tutto in ordine, quindi procura-tevi un altoparlante per sirene da 25watt R.M.S. o un altoparlante pergamma media (midrange o largabanda) da 4 ohm 25 watt, oppure 8 ohm12-13 watt, e collegatelo ai punti mar-cati AP del circuito.Procuratevi un alimentatore capace difornire 12-13 volt c.c. ed una correntedi 2,5 ampère, e collegatene il positivodi uscita con il punto “+V” della sirenae il negativo con il “-” della stessa. Inaltoparlante non dovrebbe udirsi alcunsuono e il LED dovrebbe essere spento.Collegate un capo di uno spezzone difilo al punto “+” della linea di coman-do (attenzione, non confondete il +Vcon il “+” della linea di comando, per-ché danneggereste l’integrato!) e tocca-te con il capo rimasto libero uno deipunti K1÷K6: l’altoparlante dovrebbeprodurre il suono corrispondente (nonstategli troppo vicino, altrimenti viassorderete...) e il LED dovrebbe lam-peggiare. Verificate analogamente tuttigli altri suoni collegando il punto “+”ai restanti punti K1, K2, uno alla voltaovviamente. Se va tutto come descrittoil circuito è in ordine ed è pronto peressere utilizzato.Ultima cosa: se usate la sirena con unsistema antifurto potete tenerla semprealimentata, attivandola con il contattonormalmente aperto di un piccolo reléche unisca il punto “+” con il piedinodi comando corrispondente al suonodesiderato.

In questi anni di telefoni finalmente convertiti allamultifrequenza, di ISDN, avvisi di chiamata e ...mal-

destri plotoni di esecuzione (casuale il riferimento allarèclame Sip/Telecom...), ormai tutti gli sperimentatorielettronici dovrebbero sapere cosa si intende perDTMF: chi ancora non lo sapesse legga le prossimerighe e scoprirà che questa sigla sta per Dual ToneMulti-Frequency, cioè multifrequenza a doppi toni; inpratica una tecnica di comunicazione basata su coppiedi toni a frequenze precise, a ciascuno dei quali è attri-buito un significato (vedi tabella). Lo standard a bitoni,che a livello internazionale chiamano DTMF, prevede

16 coppie di toni, le prime 10 abbinate ai numeri da 1 azero (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0) e le altre 6 attribuite nel-l’ordine ai simboli * (asterisco) # (cancelletto) A, B, C,D, questi ultimi quattro utilizzati ad esempio nel siste-ma telefonico tedesco. Ma a che cosa servono questibitoni, e perché si parla tanto di DTMF? La risposta èsemplice: il sistema a multifrequenza permette la segna-lazione e il comando a distanza di numerosi dispositivi,via telefono ma anche e soprattutto via radio: infatti nondobbiamo dimenticare che prima che la sigla DTMFentrasse nelle orecchie dei dirigenti della rete telefonica“nostrana” (abituata agli impulsi fin dai primi anni del

TELEFONIA

CODIFICATOREDTMF A TASTIERA

di Roberto Nogarotto

Generatore standard DTMF a 16 bitoni comandato da una tastiera a matrice. La particolarità di questo circuito sta nell’integrato generatore:

non il solito UM95087 ma un microcontrollore programmato ad hoc.



schema elettrico

pin-out dello Z86E04

secolo...) molti apparati radio VHF eUHF erano già dotati di tastiera DTMFper attivare, ad esempio, delle chiavi,utilizzate per il comando di dispositividi vario genere o per l’attivazione diripetitori e ponti radio. Non a casodiverse riviste di elettronica (oltre allanostra) hanno dedicato molta attenzio-ne a tutto ciò che riguardava e riguardal’ambito DTMF: chiavi, discriminatoritelefonici, telecontrolli, sistemi diteleallarme, controlli per segreterietelefoniche e Mail-Box telefonici, ecc. Il sistema DTMF è adottato già dadiversi anni all’estero per la segnala-zione e la commutazione telefonica, esoprattutto negli Stati Uniti (loro ciarrivano sempre prima...) dove ha sop-piantato da tempo immemorabile ilsistema ad impulsazione, quel sistemache ancora esiste in qualche distrettotelefonico nel nostro Paese. Ora cheanche la rete telefonica italiana si èadeguata al DTMF, permettendo agliutenti di chiamare in multifrequenza intempi minori e con più precisione,sfruttando oltretutto una serie di servi-zi già disponibili e in via di sviluppo, latecnica dei bitoni ha acquisito un’im-portanza rilevante. Allora, per restare intema proponiamo in questo articolo un

nuovo generatore DTMF a tastiera, manon il solito a cui certo siete abituati,non il circuito universale realizzato conil solito encoder UM95087 o con qual-che suo parente, ma un codificatorerealizzato impiegando un microcon-trollore. Già, opportunamente pro-grammato e collegato ad una tastieratradizionale a matrice, un microcon-trollore può anche generare bitoniDTMF. Per questa applicazione abbia-mo scelto non un microcontrollorequalunque, ma un esemplare di unafamiglia destinata a fare molta strada:

parliamo della Z8 della Zilog, dallaquale abbiamo selezionato lo Z86E04,un “micro” a 8 bit dotato di tre porte diI/O di cui una bit-programmable. Nonsolo, dalla Zilog abbiamo anche presol’idea: un’applicazione consigliatanelle “application-notes” della Casanella quale viene illustrato un combina-tore DTMF basato proprio su unoZ86xx, anche se la Zilog proponeval’impiego dello Z86E06 (fratello mag-giore dello 04). Il risultato della fusio-ne tra le conoscenze dei nostri progetti-sti e le nozioni contenute nelle “appli-cation” della Zilog lo potete vedere inqueste pagine: lo schema elettrico chetrovate delinea la struttura del circuito(semplice e compatto) mentre il listatodel software che potete scorrere lineaper linea indica, insieme al relativoflow-chart, la struttura del programmache gestisce il microcontroller e quindiil codificatore. Per comprendere comefunziona questo circuito spieghiamo agrandi linee l’esecuzione del program-ma del microcontrollore, vedendonepoi gli effetti sull’hardware che cir-conda quest’ultimo. Allora, come sivede dal flow-chart, dopo l’accensionedel circuito vengono inizializzate leporte di I/O del microcontrollore, che


Nel particolare generatore DTMF proposto in questo articolo abbiamo utilizzato un microcontrollore Zilog dellafamiglia Z86: lo Z86E04, il più piccolo ma anche quello

più usato per l’ottimo rapporto prezzo/prestazioni. Si trattadi un microcontroller basato su un’architettura ad 8 bit,

operante con clock impostato mediante un quarzo o risuonatore ceramico da 8 MHz massimi; internamentedispone di una memoria di programma (ROM oppure

EPROM, nella versione OTP) da 1 KByte e di una memo-ria di lavoro (RAM) di 128 Byte. Il nostro piccolo micro-controllore dispone di 3 porte di I/0, due a 3 bit (una, laP3, configurata a livello hardware come ingresso, l’altra,P0, configurabile via software come ingresso o uscita) ed

una ad 8 bit: quest’ultima (P2) ha la pregevole caratteristica di poter essere configurata bit per bit, cosìda poter essere usata ad esempio, metà come ingresso emetà come uscita. All’interno dello Z86E04 si trovano

anche due contatori comandabili via software, che nellanostra applicazione vengono utilizzati per generare formed’onda rettangolari modulate nella larghezza degli impulsipositivi, in modo da ricostruire, giocando sul valore medio

della tensione, una sorta di forma d’onda sinusoidale.

il microcontrollore Z86E04

impiega tutta la porta 2 e solo un bitdella porta zero; della porta 2, i primi 4bit vengono configurati come ingressie i restanti 4 come uscite. Subito dopoil microcontrollore esegue la scansionedella tastiera che è del tipo a matrice erisulta collegata con le righe ai quattroingressi (P20÷P23, piedini 15÷18)dello Z86E04 e con le colonne ai bitP24÷P27 (piedini 1÷4) dello stesso.Per eseguire la scansione il microapplica un livello logico basso ad unodei 4 piedini di uscita (bit P24, P25,P26 P27) della porta 2 (ovvero ad unadelle colonne) e va a vedere se questolivello compare ad uno dei quattroingressi (righe) normalmente tenuti alivello alto dalle resistenze di pull-upR1, R2, R3, R4. Il livello logico duran-te la scansione viene applicato allequattro colonne in sequenza, cioèprima ad una, poi alla successiva, ecc.ricominciando daccapo dopo la quarta.Se risulta premuto un tasto della tastie-ra il livello logico applicato alla colon-na che lo riguarda si ritrova all’ingres-so di riga ad esso collegato: ad esem-pio, se è premuto il tasto 4 la secondariga (P21) riceve il livello logico appli-cato alla prima colonna (P24) quandoquesta viene attivata nel ciclo di scan-

sione. Appena verificata la corrispon-denza tra una riga ed una colonna ilmicrocontrollore attiva una routine diantirimbalzo, che serve ad evitare lefalse commutazioni indotte dal cattivocontatto dei tradizionali pulsanti mec-canici: in pratica il micro accetta, nel-l’arco di tempo riservato all’attivazionedi una singola uscita, una sola chiusuradel pulsante, ignorando le successive.Poi provvede a ripescare in un’apposi-ta tabella le due frequenze corrispon-denti al bitono DTMF legato al tastoappena premuto, quindi forza il proprio

circuito generatore a produrre le duefrequenze e ad inviarle all’uscita P02(piedino 13). Ora va notato il particola-re meccanismo di funzionamento delmicrocontrollore, particolare perché ibitoni del DTMF sono normalmentecomposti da segnali sinusoidali, mentrelo Z86E04, come tutti i circuiti digita-li, genera solo segnali di tipo on/off0/5V. I segnali DTMF vengono in pra-tica sintetizzati da un generatore PWM(Pulse Width Modulation, ovveromodulazione della larghezza degliimpulsi) interno al microcontrolloreche viene forzato a lavorare a determi-nate frequenze dal programma. Dettoin parole povere, i segnali PWM ven-gono prodotti basandosi su un’ondaquadra; i due contatori interni al micro-controller provvedono a controllareuno la durata del periodo, e l’altro ladurata del solo livello alto (duty-cycle). Facendo variare la frequenza dell’ondaquadra si ottiene il tono base, mentrevariando la durata del livello alto siottiene la modulazione PWM che per-mette di ricavare un segnale analogicosimile ad uno sinusoidale: se avetequalche dubbio pensate che una mag-giore durata degli impulsi positivi èassimilabile ad un aumento del poten-


ziale, e una diminuzione della larghez-za degli impulsi porta invece ad unariduzione del potenziale. Quanto pensa-to è immediatamente visibile se grafi-camente proviamo a ricavare il valoremedio dell’onda rettangolare modulata. Filtrando il segnale PWM uscente dalpiedino 13 del microcontrollore otte-niamo un segnale variabile che somi-glia, dopo il filtraggio ottenuto con lecelle R-C poste all’uscita del micro-controllore, ad uno sinusoidale, anchese è tutto positivo. Il filtraggio permet-

te di sagomare la forma d’onda senzalimitare troppo la frequenza del segna-le, onde evitare di tagliare le frequenzepiù alte (intorno ai 1700 Hz) dello stan-dard DTMF. La generazione dei segna-li PWM e quindi dei toni DTMF avvie-ne finché si tiene premuto il pulsantedella tastiera; al rilascio il microcon-trollore si arresta e si riporta nelle con-dizioni iniziali, riprendendo la scansio-ne delle colonne in attesa che vengapremuto nuovamente lo stesso tasto,oppure un altro della tastiera. Il segnale

PWM, l’abbiamo accennato poco fa,viene filtrato attraverso una serie di fil-tri passa-basso: questi filtri sono trepassivi (R5-C3, R6-C4, R7-C5) ed unoattivo (R8, R9, C6, C7) realizzato conl’ausilio dell’amplificatore operaziona-le U3; dall’uscita di quest’ultimo sipreleva il segnale DTMF tramite il con-densatore di disaccoppiamento C8.L’intero circuito, microcontrollorecompreso, si alimenta a 5 volt median-te un regolatore di tensione in versionea bassa potenza in TO-92 (LM78L05)che provvede a ridurre la tensione diingresso (+V) e a stabilizzarla appuntoal valore di 5 volt. Il diodo D1 evita cheil circuito venga danneggiato nel casodi accidentali inversioni della tensionedi alimentazione. Il microcontrollorefunziona con il generatore di clock set-tato ad 8 MHz, frequenza imposta dal

il programma

quarzo Q1 (da 8,00 MHz appunto) col-legato tra i suoi piedini 6 e 7.

REALIZZAZIONEPRATICA

Bene, con il circuito elettrico abbiamoterminato. Passiamo adesso alle noteriguardanti la messa in pratica di que-sto speciale generatore DTMF; al soli-to, tutti i componenti prenderannoposto su un circuito stampato che pote-te realizzare facilmente seguendo la

TASTO F1 F21 697 12092 697 13363 697 14774 770 12095 770 13366 770 14777 852 12098 852 13369 852 14770 941 1336* 941 1209# 941 1477A 697 1633B 770 1633C 852 1633D 941 1633

Corrispondenza tra tasto e tonoDTMF (Dual Tone Multi Frequency).

Quest’ultimo viene generatosovrapponendo due segnali di

frequenza differente.


il generatore in pratica

COMPONENTI

R1: 100 Kohm R2: 100 KohmR3: 100 KohmR4: 100 KohmR5: 4,7 KohmR6: 4,7 KohmR7: 4,7 KohmR8: 10 KohmR9: 10 Kohm

C1: 100 µF 35VL elettr.C2: 100 µF 16VL elettr.C3: 10 nF poliestereC4: 10 nF poliestereC5: 10 nF poliestereC6: 2,2 nF poliestereC7: 4,7 nF poliestereC8: 100 nF multistratoC9: 27 pF ceramicoC10: 27 pF ceramicoD1: 1N4002

U1: 78L05 regolatoreU2: Z86E04 (con software MF 76)U3: CA3140Q1: Quarzo 8 MHzTASTIERA: matrice R/C 16 tasti

Varie:- morsettiera 2 poli ( 2 pz.);- stampato cod. G048;- zoccolo 9 + 9;- zoccolo 4 + 4.

traccia da noi pubblicata in queste pagi-ne in scala 1:1. Sul circuito stampatogià inciso e forato vanno montate perprime le resistenze, alle quali deveseguire il diodo 1N4002 (quest’ultimoha una polarità da rispettare) da inseri-re con il catodo (riferirsi alla fascettasul suo corpo) rivolto come indicato nelpiano di cablaggio. Dopo si montanogli zocccoli per l’operazionale (a 4+4piedini) e per il microcontrollore (a 9+9piedini) possibilmente già orientati nelverso indicato nella disposizione com-

ponenti in modo da riferirsi ad essiquando verrà il momento di inserire irispettivi integrati. Sistemati gli zoccolisi montano i condensatori, rispettandola polarità indicata per gli elettrolitici, ilregolatore di tensione 78L05 (posizio-nato in modo che il suo lato piatto stiarivolto verso l’interno del circuito stam-pato) ed il quarzo. Fatte tutte le salda-ture occorre pensare alla connessionedella tastiera: per prima cosa collegateuno spezzone di filo a ciascuna piazzo-la di uscita della tastiera a matrice,

quindi identificate i fili (vi convienemarcarli con piccole etichette adesive)delle righe e delle colonne. Poi provve-dete alla saldatura di ciascun filo al pro-prio posto; notate a proposito che lepiazzole di connessione con la tastieraricavate sullo stampato sono ordinateper righe e colonne. Se guardate ladisposizione componenti (serigrafia) inmodo da leggere le scritte nel verso giu-sto notate una serie di fori sopra i piedi-ni 1 e 18 dell’U2: bene, da sinistra adestra corrispondono rispettivamente e

Terminato il montaggio della basetta occorre

realizzare i collegamentiverso la tastiera. A tale

scopo identificate le piazzole corrispondentialle righe e alle colonne

della tastiera e collegatele,con degli spezzoni di filo,alle relative piazzole dellabasetta. A destra la tracciarame in dimensioni reali.


;*******************************************************************;********** File: MF76.s Data: 16/07/96 **********;********** GENERATORE DTMF CON Z86E04 **********;*******************************************************************;********** (C) 1996 by FUTURA ELETTRONICA **********;*******************************************************************

WORK_REG1 .EQU 10hoffset_hi .equ r0offset_lo .equ r1offset .equ rr0row_inc_hi .equ r4row_inc_lo .equ r5row_inc .equ rr4pointer_hi .equ r6pointer_lo .equ r7pointer .equ rr6col_inc_hi .equ r8col_inc_lo .equ r9col_inc .equ rr8r_freq_hi .equ r10r_freq_lo .equ r11r_freq .equ rr10c_freq_hi .equ r12c_freq_lo .equ r13c_freq .equ rr12row_val .equ r14col_val .equ r15WORK_REG0 .equ 00hbounce .equ r4counter_1 .equ r5key_cnt .equ r6key_temp .equ r7temp_1 .equ r8scan .equ r9

BOUNCE .EQU %04COUNTER_1 .EQU %05KEY_CNT .EQU %06KEY_TEMP .EQU %07TEMP_1 .EQU %08SCAN .EQU %09

.org 0000h

.word 0

.word 0

.word 0

.word 0

.word key_scan

.word timer_1

;Inizializzazioni

.org 000chdisrp #WORK_REG1

ld p3m,#1ld p01m,#04h

ld spl,#80h ;Stackld irq,#00hclr imrld pre0,#05h ld t0,#00ld pre1,#6hclr p0ld imr,#10hld ipr,#0bhld tmr,#03hld pointer_hi,#^hb sine ;Puntatore tabella senold pointer_lo,#^lb sineld r_freq_hi,#1fh ;Puntatore rigald r_freq_lo,#0efhld c_freq_hi,#17h ;Puntatore colonnald c_freq_lo,#26hld row_inc_hi,#00ld row_inc_lo,#01ld col_inc_hi,#00ld col_inc_lo,#01ld row_val,#10hld col_val,#10hclr BOUNCEclr KEY_CNTclr KEY_TEMPclr TEMP_1clr SCANei

check_bounce: jr check_bounce

;Routine di scansione della tastiera

key_scan: push rpsrp #WORK_REG0ld p2m,#00001111bld scan,#11101111b

load_scan: ld p2,scannopnopld temp_1,p2ld counter_1,#0

row_loop: inc key_cntscfrrc temp_1jr c,no_keyscp key_temp,key_cntjr ne,load_keysinc bouncecp bounce,#2jr ult,load_keyscall dtmf_outjr exit

load_keys: ld key_temp,key_cntclr key_cntpop rpiret

no_keys: inc counter_1cp counter_1,#4jr ult,row_loop

nell’ordine alle colonne 1, 2, 3, 4, e allerighe 1, 2, 3, 4. Quindi nel fare i colle-gamenti con la tastiera il filo della

colonna 1 (prima piazzola da sinistraguardando la tastiera dalla parte deitasti) dovete infilarlo nel primo della

serie di fori sopra U2, quello dellacolonna 2 (seconda piazzola del c.s.della tastiera) nel secondo dei fori sopra


scfrlc scanjr c,load_scan

exit: clr bounceclr key_cntclr key_tempclr counter_1pop rp

no_irq: iret

;Valori di offsetdtmf_out: push rp

srp #WORK_REG1ld tmr,#00hld imr,#20hld pre0,#4ld offset_hi,#^hb offset_tblld offset_lo,#^lb offset_tblsub KEY_CNT,#1cp KEY_CNT,#0jr eq,no_index

index_loop: incw offsetincw offsetincw offsetincw offsetdec KEY_CNTcp KEY_CNT,#0jr ne,index_loop

no_index: ldc r_freq_hi,@offsetincw offsetldc r_freq_lo,@offsetincw offsetldc c_freq_hi,@offsetincw offsetldc c_freq_lo,@offsetld t1,#%1ald t0,#%A2

enable: ei

;DTMF Routinestart: or p0,#04h

or tmr,#0fhtcm p2,#0fhjr z,exit_dtmf

dtmf_loop: tm irq,#10hjr z,dtmf_loopand irq,#0efhjr start

exit_dtmf: ld imr,#10hld pre0,#01hld imr,#10hld tmr,#03hld t0,#00pop rpret

;Timer 1 Interrupt Routinetimer_1: xor p0,#04h

rcf

add row_inc_lo,r_freq_loadc row_inc_hi,r_freq_hild pointer_lo,row_inc_hildc row_val,@pointerrl row_valadd col_inc_lo,c_freq_loadc col_inc_hi,c_freq_hild pointer_lo,col_inc_hildc col_val,@pointerrl col_valadd row_val,col_val

load_t1: ld t1,row_valiret.org 180h

offset_tbl:.byte 1fh,0bfh,37h,70h.byte 23h,00h,37h,70h.byte 26h,0cfh,37h,70h.byte 2ah,0d7h,37h,70h.byte 1fh,0bfh,3dh,30h.byte 23h,00h,3dh,30h.byte 26h,0cfh,3dh,30h.byte 2ah,0d7h,3dh,30h.byte 1fh,0bfh,43h,0afh.byte 23h,00h,43h,0afh.byte 26h,0cfh,43h,0afh.byte 2ah,0d7h,43h,0afh.byte 1fh,0bfh,4ah,66h.byte 23h,00h,4ah,66h.byte 26h,0cfh,4ah,66h.byte 2ah,0d7h,4ah,66h

.org 200h

sine:.byte 08h,08h,08h,08h,08h,09h,09h,09h,09h,09h,0ah,0ah.byte 0ah,0ah,0ah,0ah,0bh,0bh,0bh,0bh,0bh,0bh,0ch,0ch.byte 0ch,0ch,0ch,0ch,0dh,0dh,0dh,0dh,0dh,0dh,0dh,0dh.byte 0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0fh,0fh.byte 0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh.byte 0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh.byte 0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0fh,0eh.byte 0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0eh,0dh,0dh,0dh.byte 0dh,0dh,0dh,0dh,0dh,0ch,0ch,0ch,0ch,0ch,0ch,0bh.byte 0bh,0bh,0bh,0bh,0bh,0ah,0ah,0ah,0ah,0ah,0ah,09h.byte 09h,09h,09h,09h,08h,08h,08h,08h,08h,08h,07h,07h.byte 07h,07h,07h,06h,06h,06h,06h,06h,06h,05h,05h,05h.byte 05h,05h,05h,04h,04h,04h,04h,04h,04h,03h,03h,03h.byte 03h,03h,03h,03h,02h,02h,02h,02h,02h,02h,02h,02h.byte 02h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h.byte 01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h.byte 01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h.byte 01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h,01h.byte 02h,02h,02h,02h,02h,02h,02h,02h,02h,03h,03h,03h.byte 03h,03h,03h,03h,04h,04h,04h,04h,04h,04h,05h,05h.byte 05h,05h,05h,05h,06h,06h,06h,06h,06h,06h,07h,07h.byte 07h,07h,07h,08h

.end

U2, ecc. Il filo della riga 1 va nella piaz-zola collegata al pin 15 del microcon-trollore, ovvero nel quinto della fila di

fori che si trovano sopra di esso, e via diseguito. Terminate le saldature poteteinfilare gli integrati nei rispettivi zocco-

li, avendo cura di posizionarli con i rife-rimenti rivolti come indicato nelladisposizione componenti e comunque


PER IL MATERIALETutti i componenti utilizzati in questo circuito sono reperibilipresso qualsiasi rivenditore di materiale elettronico. Il micropuò essere facilmente programmato da chiunque utilizzando ilsoftware pubblicato e l’apposito sistema di sviluppo.L’integrato già programmato (cod. MF76, lire 22.000) può tut-tavia essere richiesto alla ditta Futura Elettronica (V.leKennedy 96, 20027 Rescaldina- MI tel. 0331-576139 fax 0331-578200) la quale dispone anche della tastiera a matrice utiliz-zata in questo progetto.

combacianti con quelli degli zoccolistessi (se avete montato bene quest’ul-timi). Ricordate che mentre il CA3140si trova in commercio, il microcontrol-lore Z86E04 per questa applicazionedeve essere preventivamente program-mato; nessun problema comunque, datoche lo si può trovare in versione OTPpresso la Futura Elettronica diRescaldina -MI- (tel. 0331/576139) chelo fornisce già programmato e prontoall’uso. Per alimentare il circuito ènecessaria una sorgente a 9÷12 voltcontinui in grado di erogare una corren-te di circa 50 milliampère: può quindi

essere alimentato a pile o a batterie, ocomunque con qualunque alimentatoreda rete capace di fornire appunto da 9 a12 volt c.c. Il circuito dispone di un’u-scita ad alta impedenza collegabileall’ingresso BF di qualsiasi apparatoradio ricetrasmittente, oppure a quellodi qualunque amplificatore audio conimpedenza di ingresso non inferiore a200÷300 ohm; i bitoni si possonoascoltare direttamente in una cuffia adalta impedenza o in un altoparlantino(anche se in questo caso il livello diascolto non sarà molto elevato) da50÷60 ohm, tipo quello dei citofoni.

Il generatore DTMF a montaggio ultimato. Il circuito, che va alimentato conuna tensione di 9÷12 volt continui, assorbe pochi milliampère: può quindi

essere alimentato a pile o a batterie, o comunque con qualunque alimentatoreda rete capace di fornire appunto da 9 a 12 volt c.c.

Sei un appassionato di elet-tronica e hai scoperto soloora la nostra rivista? Per rice-vere i numeri arretrati è suffi-ciente effettuare un versa-mento sul CCP n. 34208207intestato a VISPA snc, v.leKennedy 98, 20027 Rescaldi-na (MI). Gli arretrati sonodisponibili al doppio del prez-zo di copertina (comprensivodelle spese di spedizione).

Pur essendo relativamente giovane (abbiamo da pococompiuto un anno...) la nostra rivista ha visto tra le

sue pagine tanti bei circuiti e nuove idee; tra questi,tanti sono stati i radiocomandi, primo tra tutti l’esclusi-vo modulo bicanale realizzato con il Dynacoderdell’Aurel. In queste pagine, sempre restando nell’am-bito dei prodotti Aurel, vogliamo proporre un nuovoradiocomando; cioè un nuovo tipo di ricevitore, perchéil trasmettitore rimane il solito a 300 MHz mono o bica-nale, e ciò anche e soprattutto per mantenere la compa-tibilità con il sistema di codifica che abbiamo utilizzatofinora, vale a dire quello basato sull’integrato encoderMotorola MC145026. Questo nuovo ricevitore per

radiocomando è composto sostanzialmente dai moduliibridi che siamo ormai abituati a vedere, tuttavia pre-senta una novità interessante, una soluzione tecnicaniente male: funziona alimentato dalla tensione di rete(la solita sinusoidale a 220Veff.) però non ha il trasfor-matore riduttore in quanto ricava la bassa tensione con-tinua per l’alimentazione dei moduli sfruttando le pro-prietà in alternata dei condensatori; anzi, di un conden-satore in particolare, che presentando evidentementeuna certa reattanza in alternata determina la giustacaduta di tensione senza scaldarsi come farebbe unaresistenza. Ma riordiniamo le cose, e facciamo le dovu-te considerazioni avendo davanti lo schema elettrico del

AUTOMAZIONE

RADIOCOMANDOA 220 VOLT

Ricevitore monocanale per radiocomandi a codifica Motorola MC14502X realizzato interamente con moduli ibridi Aurel e caratterizzato

dall’alimentatore che ricava la bassa tensione direttamente dalla rete,mediante resistenze e condensatori.


di Paolo Gaspari


schema elettrico

radiocomando, cioè del ricevitore: seescludiamo l’alimentazione questoschema è quello del tipico radiocoman-do monocanale realizzato con i moduliibridi dell’Aurel; troviamo infatti ilmodulo RF290A (U1) impiegato comericevitore radio di ingresso e, alla suauscita, il decodificatore ibrido D1MB,basato sul decoder MC145028Motorola. Il decoder è al solito appog-giato ad una serie di dip-switch a 3 statiindispensabili per impostare il codice.Altri due dip-switch permettono diselezionare con quale delle due uscitedisponibili (bistabile e monostabile) sideve pilotare il relè di uscita. Entriamoora nei particolari, e lo facciamo pro-prio andando a guardare quella partedel circuito che inizialmente abbiamovolutamente trascurato: l’alimentatoreda rete. Dunque, il circuito normalmen-

te si collega alla rete elettrica domesti-ca dalla quale riceve i 220 volt alterna-ti. Per ricavare 12 volt in continua (taleè la tensione che serve ai moduli e alrelè) si utilizza un trasformatore ridut-tore che provvede a ricavare 12÷15 voltc.a. che poi, tramite un ponte raddriz-zatore, vengono resi continui e livellatimediante un condensatore elettroliticodi valore opportuno. Nel nostro caso

abbiamo preferito abbassare la tensio-ne direttamente, impiegando un’impe-denza composta da due resistenze e uncondensatore: nel circuito questi com-ponenti sono R1, R4, C2. In praticafacciamo cadere la tensione in eccessosu questa impedenza, quindi la raddriz-ziamo mediante D1, D2 e D6, per poilivellare le tensioni ottenute mediante icondensatori elettrolitici C1 (per imoduli) e C5 (per il relè). Notate che lavera impedenza di caduta è il bipoloR1-C2; in esso la gran parte della ten-sione cade sul condensatore, e ciò l’ab-biamo voluto in fase di progetto princi-palmente per un motivo: con una resi-stenza si ha la caduta necessaria, peròsi determina inevitabilmente una perdi-ta di potenza, dissipata in calore dallaresistenza stessa, che quindi deve esse-re dimensionata di conseguenza. Ad


esempio, se occorre far cadere 290 volt(ottenendone circa 20 ai capi del con-densatore di livellamento: già, infattiva considerato il valore massimo dellasinusoide, che è 220 x 1,41V = 310V)e nel carico circola una corrente di 20milliampère, la resistenza deve poterdissipare una potenza di circa: 290V x0,02A x 0,02A = 11W. Insomma, ver-rebbe fuori una bella resistenza,ingombrante e costosa, tale da vanifica-re il vantaggio che si potrebbe avereeliminando il trasformatore.Impiegando il condensatore si ha lanecessaria caduta di tensione senza,teoricamente, perdita di potenza: cioè ilcondensatore non scalda; l’unicoaccorgimento da prendere riguarda latensione di lavoro del componente, cheva scelta di valore superiore di quellomassimo della tensione di rete (cioè350 volt o più). La caduta di tensionedeterminata dal condensatore C2 siricava, data la frequenza della tensionedi rete (50 Hz) e la capacità, partendodalla sua impedenza o reattanza capaci-tiva, quest’ultima ottenibile con la for-mula: Xc = 1/6,28 x f x C. Applicandola formula alla nostra rete ricaviamouna reattanza di: 1/6,28 x 50Hz x 1µF,il che, sviluppando i calcoli, si concre-tizza in circa 3185 ohm. La resistenzaR1 non serve tanto per aumentare lacaduta di tensione (quella la si sarebbepotuta “aggiustare” aggiungendo con-densatori in parallelo a C2) quanto perlimitare l’assorbimento di correntequalora, collegando la spina del circui-to alla presa di rete, la sinusoide a 220volt risulti prossima al valore massimo:in tal caso la corrente sarebbe eccessi-va perché il condensatore sarebbe sca-rico, e i diodi raddrizzatori D1, D2 eD3 potrebbero danneggiarsi. Notateanche la presenza di R4, che serve prin-cipalmente a scaricare C2 quando ilcircuito viene staccato dalla rete-luce;se non ci fosse, toccando lo stampatoanche se non alimentato potreste pren-dervi una bella scossa. Bene, cadute escosse a parte, possiamo vedere che D1taglia le semionde negative della ten-sione alternata ridotta, lasciando passa-re solo gli impulsi positivi; D2 raddriz-za quindi la tensione che alimenta imoduli ibridi, caricando l’elettroliticoC1 con gli impulsi positivi uscenti dalsuo catodo. Il diodo Zener DZ1 prov-vede a limitare esattamente a 12 volt la

RF290-A:1: +5V2: GROUND3: ANTENNA7: GROUND10: +5V11: GROUND13: TEST POINT14: OUT15: +5..+24V.

i moduli Aurel

Il nostro ricevitore per radiocomando utilizza due moduli ibridi in SMD dell’Aurel; per la precisione

implementa il modulo RF290 quale ricevitore a radio frequenza e il D1MB per la decodifica del segnale radio.

Riportiamo di seguito le pin-out e le principali caratteristiche dei due ibridi.

Il modulo ibrido RF290-A contiene un completo radioricevitore superrigene-rativo tarato a 300 MHz, un demodulatore AM e un comparatore ad isteresiper squadrare il segnale di uscita, quest’ultimo disponibile sul piedino 14.

Il modulo D1MB contiene un decodificatore Motorola MC145028 e un flip-flop di tipo D connesso in modo “latch”. Sotto, lo schema a blocchi del

decoder Motorola in grado di discriminare un massimo di 19.683 diverse combinazioni.

D1MB:1: DATO02: DATO13: DATO24: DATO35: DATO46: DATO57: DATO6

8: DATO79: DATO810: INPUT11: FILTRO RC12: GROUND13:OUT MONO14: OUT BIST15: +5..+15V.


COMPONENTI

R1: 33 Ohm 3WR2: 820 OhmR3: 10 KohmR4: 330 KohmR5: 68 OhmC1: 470 µF 25VL elettroliticoC2: 1 µF 400VL poliestereC3: 100 nF multistratoC4: 4,7 µF 25VL elettroliticoC5: 470 µF 25VL elettroliticoD1: 1N4007 D2: 1N4007 D3: 1N4007 D4: 1N4007 D5: 1N4007 D6: 1N4007 DZ1: Zener 12V 1/2W

il ricevitore in pratica

DZ2: Zener 5,1V 1/2WDZ3: Zener 12V 1/2WDS1: Dip switch 2 poliDS2: Dip switch 9 poli 3 stateU1: Modulo RF290/300U2: Modulo D1MB

RL1: Relè 12 V 1SC.ANT : Antenna accordataVarie:- morsettiera 3 poli ( 2 pz.);- stampato cod. G043;- cordone di alimentazione.

tensione continua che alimenterà il cir-cuito. Il relè è alimentato invece trami-te D6, C5 e DZ3, che rivestono gli stes-si ruoli dei rispettivi componenti appe-na visti nell’alimentatore dei moduliibridi (D2, C1, DZ1). Abbiamo preferi-to adottare circuiti separati per alimen-tare relè e moduli, in modo da evitareinterferenze indotte in questi ultimidalla commutazione del relè. Vediamoadesso il radiocomando in sé, partendodall’antenna: quest’ultima, marcataANT nello schema elettrico, è collega-ta al piedino 3 del modulo RF290A;capta i segnali RF irradiati dal trasmet-titore TX1C/300 (il solito trasmettitore

a 300 MHz, codificato conl’MC145026 Motorola, capace digarantire una portata di circa 50÷100metri) e li invia, appunto, al modulo.L’RF290A già lo conosciamo: è unmodulo ibrido realizzato in SMD con-tenente un completo radioricevitoresuperrigenerativo tarato a 300 MHz, undemodulatore AM, e un comparatore adisteresi per squadrare il segnale di usci-ta, disponibile al piedino 14. Lo stadiod’ingresso dell’U1 garantisce una sen-sibilità di circa 2 microvolt a 300 MHz.Il segnale fornito dal piedino 14 delprimo modulo ricostruisce perfetta-mente quello generato dal codificatore

del trasmettitore portatile TX1C, eviene inviato direttamente all’ingresso(piedino 10) del modulo decoder U2.Quest’ultimo contiene un decodificato-re Motorola MC145028 in SMD, checon l’aiuto dei dip-switch DS2 ricono-sce il codice ricavato dall’RF290A: inpratica il riconoscimento avviene sola-mente se i primi 8 switch del DS2 sonoimpostati esattamente come i primi 8del dip-switch del minitrasmettitoreportatile; il nono switch va impostato azero (massa, ovvero dal lato siglato “-”) se il trasmettitore è monocanale epuò essere lasciato in una qualunquedelle tre posizioni se usate un TX a 2canali. Infatti, in quest’ultimo caso,uno corrisponde allo zero logico sulnono bit di codifica, mentre l’altro cor-risponde all’1 logico; impostando azero o al positivo (linea + del DS2) ilnono switch del DS2, il ricevitore rico-nosce sicuramente uno dei due canali.Impostando lo switch in mezzo (statoopen) il D1MB riconosce il canale checorrisponde all’1 logico, infattil’MC145028 ammette tre stati per iprimi 8 bit e 1 o 0 per il nono, interpre-tando l’eventuale “open” (piedinoaperto, isolato) su quest’ultimo come 1logico. Quando l’U2 ritiene valido ilcodice in arrivo dall’RF290A provvedead attivare le proprie uscite, due intutto, comandate simultaneamente; a

il trasmettitore

Per realizzare un completo sistema radiocomandato occorre abbinare alla

scheda ricevente un idoneo telecomando:nel nostro caso un trasmettitore monocanalecon encoder Motorola M145026. Allo scopo

può essere utilizzato il modello a 300 MHz TX1C/300 di produzione Aurel.Quest’ultimo è disponibile in commercio già montato e collaudato. Per l’utilizzodovremo solamente programmarlo, cioè

impostare gli switch di codifica analogamente a quelli del ricevitore.


questo punto ci si chiederà perché dueuscite invece di una: semplice, perchéanche se sono comandate simultanea-mente una funziona ad impulso e l’altraa livello. In pratica il piedino 13 si atti-va solo finché il D1MB riceve il codicevalido, tornando nello stato di riposo alfinire del codice stesso; invece il piedi-no 14 cambia di stato ogni volta che ilmodulo identifica un codice valido,restando nello stato che ha assuntoanche dopo il termine del codice stes-so. Dopo l’accensione del circuito, l’u-scita a livello si attiva all’arrivo delprimo codice valido, si disattiva con ilsecondo, si riattiva a seguito del terzo,ecc. Ciò è stato ottenuto semplicemen-te prelevando un’uscita dal decoderMC145028 ed una da un flip-flop (ditipo D connesso in modo “latch”) ecci-tato sempre da quest’uscita. Notate chele uscite del D1MB sono entrambe ditipo open-collector, cioè ciascunadispone internamente al modulo di untransistor NPN collegato con la basealla rispettiva uscita (decoder o flip-flop) l’emettitore al piedino 12, e il col-lettore connesso esclusivamente alrelativo piedino di uscita; quindi ai pie-dini 13 e 14 fanno capo i collettori deitransistor di uscita. Ciascuno dei transi-stor può reggere una corrente continuadi 50 milliampère, quindi può pilotarein modo “sink” (ovvero ad assorbimen-

to di corrente) la bobina di un piccolorelè. Per il nostro circuito abbiamodeciso di pilotare il relè miniatura RL1(un Taiko-NX, un Good Sky ecc.) diret-tamente con le uscite del D1MB, sele-zionate mediante i due microinterrutto-ri contenuti nel dip-switch DS1; questiinterruttori ci permettono di decidere seil relè deve essere attivato stabilmente oad impulso: chiudendo quello collegatoal piedino 13 il relè rimarrà eccitatosolo per la durata del codice valido tra-smesso dal TX1C, mentre chiudendo loswitch collegato al pin 14 il relè verràeccitato a seguito del riconoscimento diun codice, e diseccitato al riconosci-

mento del successivo, ecc. Va notatoche la chiusura di entrambi gli interrut-tori non ha senso ed è inutile: infatti intal caso prevale l’uscita bistabile, anchese quando questa è disattivata l’impulsodato da quella monostabile (piedino 13)può eccitare il relè; è chiaro che se èattiva l’uscita bistabile, quando vienemeno il codice che attiva il piedino 13il relè rimane eccitato. Insomma, chiu-dete sempre un solo switch e andràtutto bene. Il relè che abbiamo utilizza-to può controllare carichi operanti a250 volt, commutando correnti di 1ampère o poco più; se dovete controlla-re carichi che assorbono più corrente o

PER IL MATERIALE

Il ricevitore per radiocomando alimentato con la tensione direte è disponibile in scatola di montaggio (cod. FT142) alprezzo di 52.000 lire. Il kit comprende la basetta forata e seri-grafata, tutti i componenti, le minuterie e i moduli Aurel.Questi ultimi sono disponibili anche separatamente al prezzodi 18.000 lire (RF290/300) e 19.500 (D1MB). Il trasmettitoread un canale montato e collaudato (TX1C/300) è disponibileal prezzo di 32.000 lire. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI) tel.0331-576139 fax 0331-578200.

Terminato il montaggio dei vari componenti sulla basetta occorre munire il ricevitore di una adeguataantenna. Allo scopo, dovrete collegare al punto marcato “ANT” uno spezzone di filo rigido lungo 24 cm

oppure il cavo centrale di un coassiale tipo RG58 connettendone l’estremo libero ad un’antenna accordataa 300 MHz. In quest’ultimo caso, la maglia del cavo va collegata alla massa dello stampato.


sono sottoposti a tensioni maggiori (adesempio alla 380V) potete usare loscambio del nostro relè per eccitare labobina di uno di maggior portata, chediventerà in questo caso il vostro servo-relè.

IN PRATICA

Sul circuito e sul suo funzionamentonon abbiamo altro da dire, quindi pas-siamo a spiegare quel che occorre sape-re per realizzare senza problemi ilradiocomando: precisiamo che quantoal montaggio vediamo solo quello delricevitore, perché il trasmettitore, siaesso monocanale o bicanale, si trova incommercio già montato e collaudato. Ilcircuito del ricevitore va realizzato uti-lizzando la traccia lato rame riportata inquesta pagina. Una volta incisa e forataadeguatamente la basetta si può pensa-re al montaggio dei componenti: perprima cosa occorre inserire e saldare leresistenze e i diodi, rispettando per que-sti ultimi la polarità indicata nella

disposizione componenti visibile inqueste pagine. Successivamente si pos-sono inserire i dip switch a due vie e a9 vie (quest’ultimo deve essere un 3-state, cioè ciascuno degli switch che locompone deve poter assumere 3 stati) icondensatori, badando di rispettare lapolarità indicata per gli elettrolitici, edil relè; in ultimo si inseriscono i duemoduli, che rispettando la nostra trac-cia possono entrare nel circuito stampa-to soltanto nel verso esatto. Per agevo-lare le connessioni di alimentazione equelle con il relè, potete montare sulcircuito stampato, in corrispondenzadelle rispettive piazzole, delle morset-tiere tripolari da c.s. a passo 5,08 mm.Per completare il ricevitore occorre col-legare al punto marcato “ANT” unospezzone di filo rigido lungo 24 cm infunzione di antenna; meglio ancora, aquesto punto potete collegare il cavocentrale di un coassiale tipo RG58 (lamaglia-schermo va collegata alla massadello stampato) connettendone l’estre-mo libero ad un’antenna accordata a

300 MHz. Quest’ultima soluzione è l’i-deale per chi vorrà utilizzare il radioco-mando per il cancello elettrico, piaz-zando l’antenna all’esterno, magari suun pilastro, e il ricevitore al riparo vici-no alla centralina di comando dell’apri-cancello elettrico. Prima di poter utiliz-zare il radiocomando occorre program-marlo, cioè impostare gli switch dicodifica del minitrasmettitore analoga-mente a quelli del modulo D1MB delricevitore: come già accennato, delDS2 occorre impostare solo gli switchdall’1 all’8 come quelli (dall’1 all’8)del minitrasmettitore, il cui dip-switchha solo 8 elementi (il nono bit è impo-stato dal pulsante o dai pulsanti di tra-smissione); il nono switch mettetelo azero (-) e andate sul sicuro. Quantoall’altro dip-switch del ricevitore, ilDS1, ricordate che vi serve per decide-re il tipo di attivazione del relè: chiu-dendo quello collegato al piedino 14del modulo D1MB il relè funzionerà alivello, cioè in modo bistabile, mentrechiudendo quello collegato al piedino13 del modulo il relè funzionerà adimpulso, cioè ricadrà al termine dellatrasmissione del codice valido. Per pro-cedere al collaudo, una volta accertatoche il trasmettitore ha dentro la pila da12V, prendete un cordone di alimenta-zione dotato di spina da rete e collega-telo ai punti marcati 220Vac del circui-to stampato del ricevitore. Dopo esser-vi accertati che lo stampato poggia suun piano isolante (ad esempio un tavo-lo di legno) innestate la spina in unapresa di rete e poco dopo, standodistanti 1÷2 metri, premete il pulsantedel trasmettitore. Il LED di quest’ulti-mo deve subito lampeggiare e il relèdel ricevitore deve scattare. Ora vanotato che se avete impostato il dip-switch DS1 per ottenere il modo bista-bile il relè deve restare eccitato ancherilasciando il pulsante del minitrasmet-titore; in quest’eventualità rilasciate ilpulsante e verificate che il relè nonricada. Ripremete quindi il pulsante everificate che il relè ricada. Se aveteimpostato DS1 per ottenere il funziona-mento ad impulso verificate che pre-mendo il pulsante del minitrasmettitoreil relè del ricevitore stia eccitato finchénon rilasciate lo stesso pulsante. Perverificarne la portata dovrete collegarloa un utilizzatore che possa manifestarea distanza la sua condizione.

traccia rame del nostro ricevitore in scala 1:1


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