SOMMARIO - Pannullo · 2007-10-19 · kit comprende tutti i componenti, la basetta forata e...

Elettronica In - aprile ‘96 1

CORSO DI ELETTRONICA DI BASEDedicato ai lettori alle prime armi, questo Corso privilegia l’aspetto pratico a quello teorico. Ottava puntata.

69

MINI ROULETTE DIGITALEUn generatore casuale di eventi a dieci combinazioni da utilizzare in abbinamento a numerosi giochi di società.

75

ELETTRONICA IN Rivista mensile, anno II n. 8 APRILE 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.

DIREZIONE, REDAZIONE,PUBBLICITA’:VISPA s.n.c.v.le Kennedy 9820027 Rescaldina (MI)telefono 0331-577982telefax 0331-578200Abbonamenti:Annuo 10 numeri L. 56.000 Estero 10 numeri L. 120.000Le richieste di abbonamento vannoinviate a: VISPA s.n.c., v.le Kennedy98, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-577982

Distribuzione per l’Italia:SO.DI.P. Angelo Patuzzi S.p.A.via Bettola 18 20092 Cinisello B. (MI)telefono 02-660301telefax 02-66030320

Stampa:Industria per le Arti Grafiche Garzanti Verga s.r.l.via Mazzini 1520063 Cernusco S/N (MI)

Elettronica In:Rivista mensile registrata presso ilTribunale di Milano con il n. 245 il giorno 3-05-1995.Una copia L. 7.000, arretrati L. 14.000(effettuare versamento sul CCP n. 34208207 intestato a VISPA snc)(C) 1996 VISPA s.n.c.

Impaginazione e fotolito sono realizzatiin DeskTop Publishing con programmiQuark XPress 3.3 e Adobe Photoshop3.0 per Windows. Tutti i diritti di riprodu-zione o di traduzione degli articoli pub-blicati sono riservati a termine di Leggeper tutti i Paesi. I circuiti descritti suquesta rivista possono essere realizza-ti solo per uso dilettantistico, ne è proi-bita la realizzazione a carattere com-merciale ed industriale. L’invio di artico-li implica da parte dell’autore l’accetta-zione, in caso di pubblicazione, deicompensi stabiliti dall’Editore.Manoscritti, disegni, foto ed altri mate-riali non verranno in nessun caso resti-tuiti. L’utilizzazione degli schemi pubbli-cati non comporta alcuna responsabi-lità da parte della Società editrice.

SOMMARIOLETTORE DAST A BATTERIARiproduttore per messaggi digitali con consumo zero studiatoper gli integrati DAST della serie ISD 1200/1400.

CORSO DI PROGRAMMAZIONE PER ST626XPer apprendere la logica di funzionamento e le tecniche diprogrammazione dei nuovi micro ST626X. Ultima puntata.

9

LE TESSERE MAGNETICHECome funzionano i lettori di tessere magnetiche e come si scrivono e leggono i dati sulla banda magnetica dei badge.

15

IMPIANTO SOLARE PER BAITEImpianto solare in grado di fornire l’energia necessaria per evitare di trascorrere il week-end a lume di candela.

22

ANTIFURTO AUTO CON MICROFONOAMBIENTALE E IMMOBILIZZATOREUn messaggio digitalizzato ci avvisa se qualcuno sta tentando dirubare la vettura dandoci la possibilità di disattivare l’impiantoelettrico o di ascoltare ciò che viene detto all’interno dell’auto.Funziona con tutti i cellulari ETACS Motorola.

38

ALLA SCOPERTA DEI D.S.P.Per conoscere ed imparare ad utilizzare questi nuovi processoriche stanno rivoluzionando il sistema di elaborazione delle informazioni digitali. Seconda puntata.

31

53

La tiratura di questonumero è stata di

30.000 copie.

ALIMENTATORE PER PUNTATORI LASERAlimentatore dalla rete luce studiato per fornire la tensione continua necessaria al funzionamento dei puntatori laser.

63

Mensile associatoall’USPI, Unione StampaPeriodica Italiana


SPEECH PROCESSOR

LETTORE DASTA BATTERIA

di Francesco Doni

Alcuni mesi fa abbiamo presentato vari circuiti perla registrazione digitale di messaggi vocali che uti-

lizzavano gli integrati DAST della famigliaISD1200/ISD1400. Come noto questi chip dispongonodi tutti gli stadi necessari per convertire, memorizzare eriprodurre messaggi della durata massima di 20 secon-

di. Questi dispositivi si caratterizzano, oltre che per l’e-levata semplicità di impiego, anche per la presenza diuna memoria EEPROM nella quale vengono immagaz-zinati i dati. L’impiego di una memoria di questo tipoconsente di conservare i messaggi anche quando ildispositivo non viene alimentato. Risulta così possibile

Riproduttore per messaggi digitali con consumo zero espressamente studiatoper gli integrati DAST della serie 1200/1400. Potenza di uscita di oltre 1 watt,

alimentazione con batteria a 9 volt. Disponibile in scatola di montaggio.

10 Elettronica In - aprile ‘96

realizzare dei riproduttori digitali conconsumo zero che assorbono correnteesclusivamente duranti i pochi secondidi funzionamento. E’ sicuramente que-sto il motivo per cui gli integrati che

adottano con questa tecnica, nonostanteil costo piuttosto elevato, hanno riscos-so un notevole successo tanto che, lamaggior parte delle apparecchiature“parlanti” di recente produzione imple-

menta questi chip. I dispositivi realizza-ti con i DAST presentano un consumonullo a patto che venga utilizzato il pic-colo amplificatore di bassa frequenzainterno che, come noto, è in grado di

Schema a blocchidegli integrati per

sintesi vocale DASTdella famigliaISD1200/1400.

Questi dispositivisono muniti di unamemoria EEPROMnella quale vengonoimmagazzinati i datirelativi al messaggio

registrato.

schema elettrico


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).

erogare una potenza massima di 100mW. Qualora si renda necessaria unapotenza superiore (è un caso abbastan-za frequente), per poter mantenere unconsumo nullo dell’intera apparecchia-

tura bisogna adottare alcune particolarisoluzioni circuitali. In questo articolopresentiamo appunto un lettore permessaggi digitali che, nonostantedisponga di un amplificatore di discre-ta potenza, a riposo non assorbe prati-camente corrente. In questo modo ildispositivo può essere alimentato conuna batteria che è in grado di garantireun’autonomia di parecchi anni. Le pos-sibili applicazioni di un circuito delgenere sono innumerevoli. Il prototipodescritto in queste pagine è stato mon-tato dietro un quadro: azionando unpiccolo pulsante fissato sulla cornice,il circuito descrive brevemente l’operae l’autore. L’impiego di una pila chegarantisce un’autonomia di parecchianni elimina qualsiasi problema di ali-mentazione. Il dispositivo funzionaesclusivamente come riproduttore: ciòsignifica che l’integrato DAST utilizza-to deve essere precedentemente regi-strato con un apposito programmatore.Un circuito del genere è stato presenta-to sul fascicolo di luglio/agosto 1995 diElettronica In. Occupiamoci ora delcircuito elettrico di questo riproduttore.L’integrato DAST utilizzato è unISD1420 in grado di memorizzare mes-saggi della durata massima di 20secondi. Questo chip è contraddistintonello schema elettrico con la sigla U1.Nella condizione di riposo la tensionedella batteria alimenta esclusivamenteil contatore CMOS U3 che, come tuttigli integrati realizzati con questa tecno-logia, assorbe una corrente irrisoria,appena 0,5 microampère.Normalmente, infatti, essendo il tran-sistor T3 interdetto, gli altri stadi non

Gli integrati attualmente disponibili sono ingrado di memorizzare messaggi di durata compresa

tra 10 e 20 secondi.


COMPONENTI

R1: 100 KohmR2: 4,7 KohmR3: 47 KohmR4: 22 KohmR5: 10 Kohm trimmer R6: 100 Ohm

R7: 1 KohmR8: 10 KohmR9: 4,7 KohmR10: 150 OhmR11: 1 OhmR12: 56 OhmR13: 150 KohmR14: 470 Ohm

R15: 100 KohmR16: 470 KohmR17: 22 KohmC1: 100 nF multistratoC2: 1 µF 16VL elettr.C3: 100 nF multistrato C4: 1 µF 16VL elettr.C5: 10 µF 16VL elettr.

C6: 220 pF ceramicoC7: 100 µF 16VL elettr.C8: 47 µF 16VL elettr.C9: 100 nF multistratoC10: 470 µF 16VL elettr.C11: 47 µF 16VL elettr.C12: 100 nF multistratoC13: 220 µF 16VL elettr.

piano di cablaggio e traccia rame

PER LA SCATOLA DI MONTAGGIO

Il riproduttore digitale a consumo zero è disponibile in scato-la di montaggio (cod. FT126) al prezzo di lire 24.000 lire. Ilkit comprende tutti i componenti, la basetta forata e serigra-fata e le minuterie. Non è compreso l’integrato ISD1420.Questi chip sono disponibili al prezzo di 32.000 lire. Lerichieste vanno inviate a: Futura Elettronica, V.le Kennedy96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200. Per programmare l’integrato DAST è disponibile ilkit cod. FT95K che costa 25.000 lire.

vengono alimentati. Vediamo ora cosasuccede quando viene premuto il pul-sante di attivazione P1. Questa azionedetermina l’avanzamento di un “passo”del contatore U3 con conseguente pas-

saggio da 0 a 1 della prima uscita che facapo al pin 2. L’uscita del contatoreattiva il transistor il quale entra in con-duzione ed alimenta tutti gli altri stadidel riproduttore. Immediatamente la

rete R1/C2 genera un impulso sul pin24 del DAST a cui fa capo la funzionedi PLAY. Il dispositivo entra pertantoin riproduzione: il segnale audio èdisponibile sul pin 14 da dove vieneprelevato per essere applicato all’in-gresso dell’amplificatore di potenzaU2. Il trimmer R5 consente di regolareil volume di uscita. L’amplificatore dipotenza è un comune TBA820M ingrado di erogare una potenza di circa 1watt su un altoparlante di 8 Ohm. Itransistor T1 e T2, collegati all’uscitaRECLED di U1, inibiscono l’ingressodi bassa frequenza dell’amplificatorequando il circuito non è in riproduzio-ne ammutolendo completamente l’alto-parlante. Questo stadio genera ancheun impulso che, al termine del mes-

Elettronica In - aprile ‘96

C14: 220 pF ceramicoC15: 100 µF 16VL elettr.C16: 100 µF 16VL elettr.C17: 10 µF 16VL elettr.C18: 10 µF 16VL elettr.D1: Diodo 1N4004D2: Diodo 1N4148D3: Diodo 1N4148

D4: Diodo 1N4148 D5: Diodo 1N4148 D6: Diodo 1N4148 DZ1: 5,1 V 0,5W zenerP1: Pulsante N.A.AP: Altoparlante

8 ohm 1/2 WT1: Transistor BC547B

T2: Transistor BC547BT3: Transistor BD137U1: Integrato ISD1420U2: Integrato TBA820MU3: Integrato CD4017B

Varie:- Stampato cod. F041;

- Morsettiera 2 poli(3 pezzi );

- Zoccolo 8 + 8;- Zoccolo 4 + 4;- Zoccolo 14 + 14.

il prototipo del lettore

disponibile addirittura il kit) ed il cir-cuito non richiede alcuna particolareoperazione di taratura. Per il montaggiodei componenti abbiamo previsto l’im-piego di un circuito stampato che misu-

ra appena 60 x 90 millimetri. Per ilcablaggio degli integrati abbiamo uti-lizzato gli appositi zoccoli mentre per icollegamenti esterni abbiamo fatto usodi tre morsettiere.

saggio viene applicato all’ingresso direset del contatore U3. In questo modo,terminato il messaggio, il transistorviene automaticamente inibito ed il cir-cuito ritorna nello stato primitivo.Qualora tale impulso non provochil’azzeramento del contatore abbiamoprevisto, per maggior sicurezza, un cir-cuito di reset temporizzato che fa capoalla rete R13/C16 ed al diodo D3.Dopo circa 25 secondi dall’attivazionedel riproduttore, la tensione presente aicapi del condensatore C16 raggiungeun livello sufficiente per provocare ilreset di U3. Completano il circuitopochi altri componenti passivi. La rea-lizzazione di questo dispositivo nonpresenta alcuna difficoltà. Tutti i com-ponenti sono facilmente reperibili (è


DATA CARD

LE TESSEREMAGNETICHE

di Antonio Spinello

Chissà quanti di voi hanno acquistato una cartatelefonica o sono titolari di una tessera Bancomat

o Carta Sì: tutte queste tessere, meglio note come“badge”, dispongono di una banda magnetica per laregistrazione dei dati. Controllo accessi, casse automa-tiche, macchine distributrici,sistemi di con-trollo ora-rio, chiaviper alber-ghi, paga-menti neis i s t e m iPOS, abbo-namenti ait r a s p o r t ip u b b l i c i ,telecomuni-cazioni e ser-vizi telemati-ci: sono questialcuni dei principalicampi applicativi dei badge.Eppure, nonostante la notevole diffu-sione delle tessere magnetiche, è molto dif-ficile, per non dire impossibile, reperire delladocumentazione completa sul loro funziona-mento e sui protocolli di lettura e scrittura dellabanda magnetica. Addirittura, fino a qualche anno fa,la vendita degli scrittori di badge era sottoposta ad alcu-ne limitazioni. Attualmente, i vincoli imposti sulla ven-dita degli scrittori e sulla diffusione delle informazioni

relative sono cessati, ma finora nessuna rivista a carat-tere divulgativo si era occupata dell’argomento. Percolmare questa lacuna pubblichiamo questo primo arti-colo teorico che vuole essere il punto di partenza pertutti coloro che vogliono entrare nel mondo delle tesse-re magnetiche e capirne il funzionamento. Seguiranno,sui prossimi numeri di Elettronica In,una serie di pro-

getti applicativi sui lettori di badge dedicati asvariate applicazioni che spazieranno dal

semplice comando per elettroserra-tura al controllo accessi compute-

rizzato. Entriamo subito nelvivo dell’argomento e

vediamo com’è realiz-zato fisicamente unbadge. Le tessere ven-gono costruite incol-

lando tra loro deglistrati di PVC( P o l y v i n y lChloride), per laprecisione due

interni bianchie due ester-

ni trasparentiper un totale

di 0,76 mm dispessore. In uno dei due

lati viene laminata una bandamagnetica; questo lato prende il nome di “retro”, men-tre l’altro (“fronte”) viene generalmente personalizzatocon la pubblicità del committente. Per comprendere il

Come funzionano i lettori di tessere magnetiche e come si scrivono e leggono i dati sulla banda magnetica dei badge. Una serie di articoli teorici

e pratici dedicati alle tessere magnetiche ed alle loro applicazioni.


funzionamento di un badge, immagi-niamo la banda magnetica di quest’ulti-mo come un segmento di nastro di unacassetta audio. Mentre sul nastro dellacassetta possiamo registrare e riprodur-re dei brani musicali, sulla bandamagnetica del badge viene memorizza-ta una sequenza di bit che verrà succes-sivamente letta ed interpretata dal letto-re e dalla relativa scheda di controllo.La banda magnetica assume dunquela funzione di memoria non volatile,ovvero trattiene permanentemente leinformazioni. Il supporto magneticoviene suddiviso in tre diversi settori di

memorizzazione denominati “tracce”.Secondo lo standard ISO, a cui si atten-gono tutti i principali costruttori dibadge, le tre tracce disponibili sullabanda magnetica prendono il nome ditraccia ISO1, traccia ISO2, tracciaISO3 e presentano ognuna una larghez-za di circa 1,5 mm e una lunghezza di85,7 mm. Su queste tracce possiamoregistrare e leggere le informazioni inmodo indipendente ma possiamo ancheregistrare (o leggere) più tracce con-temporaneamente. La scelta della trac-cia o delle tracce da utilizzare dipendesia dal tipo di dati da memorizzare che

dal genere di applicazione. Vedremo trapoco quali sono gli standard utilizzatiper ciascuna traccia.

LA LETTURA DEI BADGE

La riproduzione, ovvero la lettura delleinformazioni di un badge, avviene stri-sciando la banda magnetica su un par-ticolare sensore (testina magnetica).Analizzando il segnale in uscita possia-mo verificare che la discriminazionetra “0” e “1” avviene modulando unsegnale audio in frequenza (FM).Poiché le informazioni da rappresenta-re possono assumere due soli livelli(stato logico 0 e stato logico 1), trovia-mo solo due frequenze: la prima, defi-nita F0, rappresenta il livello logico “0”ed è caratterizzata da un periodo T0uguale a 1/F0. La seconda , denomina-ta F1, indica il livello logico “1” ed èuguale a due volte F0 (F1 = 2 x F0),con periodo T1 uguale a 1/F1. Questotipo di codifica prende il nome di“F2F”. In ognuna delle tre tracce dellabanda magnetica, i dati vengonomemorizzati con un differente proto-collo ma con lo stesso metodo. Ognitraccia viene suddivisa in quattrodiverse aree, denominate Timing Area,Start Sentinel (SS), Data Area e EndSentinel (ES). La prima parte dellabanda magnetica, che prende il nomedi Timing Area, viene codificata con

dimensioni fisiche dei badge

Schema a blocchi di un lettore di badge. La testina magnetica dilettura ha il compito di trasformare le variazioni del campo

magnetico, dovute al passaggio della tessera, in segnali elettrici.Il blocco di amplificazione e decodifica eleva il segnale prove-

niente dalla testina, lo squadra e lo trasforma in impulsi digitali.


una serie di zeri. Lo scopo della TimingArea è quello di leggere il valore dellaF0 che dipende, ovviamente, dallavelocità con cui viene strisciato ilbadge. Questa può variare da un mini-mo di 10 cm/sec ad un massimo di 150cm/sec. Se immaginiamo che la velo-cità di strisciamento sia uniforme perl’intero tragitto siamo in grado, unavolta “fuori” dalla Timing Area, diavere una frequenza di riferimento checi permette di decodificare tutti i bitdella banda magnetica. Al terminedella Timing Area troviamo un partico-lare carattere chiamato Start Sentinelche indica l’inizio dell’area riservata aidati. Lo Start Sentinel è diverso perogni traccia: per la traccia 1 viene uti-lizzato il valore del simbolo ASCII“%” mentre, per le tracce 2 e 3 vieneutilizzato il valore “;”. A questo punto,sulla banda magnetica troviamo l’areadedica ai dati che termina con il carat-tere End Sentinel uguale, per tutte letracce, a “?” in ASCII.

LO STANDARD ISO 7811

Uno standard indica le caratteristicheche devono essere rispettate sia per ilposizionamento della banda magneticanel badge che per il protocollo di codi-fica. Lo standard più diffuso al mondoè l’ISO 7811 a cui si attengono tutti iprincipali costruttori di lettori/scrittori

per badge. Secondo l’ISO 7811 la trac-cia 1, denominata IATA (InternationalAir Transportation Association), risultacaratterizzata da una densità di 82,6bit/cm e può contenere fino ad un mas-simo di 70 caratteri a 7 bit. Questa trac-cia viene solitamente utilizzata perregistrare informazioni alfanumeriche:ad esempio la tessera del codice fiscaleriporta su questa traccia il cognome edil nome del titolare. La traccia 2, deno-minata ABA (American BankersAssociation), è caratterizzata da unadensità di 29,5 bit/cm e può quindi con-tenere fino a 40 caratteri a 5 bit. Infine,

la traccia 3, denomina MINTS (MutualInstitutions National Transfer System),presenta una densità di 82,6 bit/cm euna capacità di 107 caratteri a 5 bit.

IL LETTORE

Vediamo adesso come funziona e comeè fatto un lettore di badge. Una primaclassificazione viene fatta in funzionedel sistema di lettura della tessera.Possiamo distinguere il lettore ad“inserzione” (manual insertion reader)il cui principio di funzionamento sibasa sull’inserzione del badge in una

temporizzazioni relative ai cicli di lettura e scrittura dei badge


bocchetta di lettura, il lettore a “stri-sciamento” (manual swipe reader), chesi attiva strisciando manualmente ilbadge all’interno di una fessura, ed infi-ne, il lettore motorizzato (motodriveninsertion reader) cioè provvisto di unmotore che tramite un attuatore mecca-nico “inghiotte” il badge e lo trasporta

sulla testina di lettura. I lettori motoriz-zati sono anche in grado di scriveresulla banda magnetica e per questomotivo vengono anche denominatimagnetizzatori o codificatori di badge.Il magnetizzatore presenta lo stessoprincipio di funzionamento del registra-tore di cassette audio, cioè “incide”

sulla banda magnetica, secondo lo stan-dard visto precedentemente, la sequen-za di bit. I lettori/scrittori motorizzativengono solitamente forniti completi discheda di controllo con interfacciaseriale tipo RS232 in modo da poteressere collegati ad un Computer pereffettuare delle operazioni di lettura o

Ecco come si presenta il primoprogetto inerente alle tessere

magnetiche che verrà propostosul prossimo numero della

rivista. Si tratta di un semplicedecodificatore di traccia ISO 2 in

grado di interpretare i datimemorizzati sulla seconda

traccia del badge. Il circuito ègestito da un microcontrollorecon memoria EEPROM per la

ritenzione non volatile dei codici.La scheda dispone di un relè che viene chiuso qualora il

codice della tessera letta coincida con uno dei codici

memorizzati nel micro.

Schema a blocchi di un magnetizzatore di badge. Possiamo distinguere una sezione di lettura, identicaa quella implementata nei lettori a “strisciamento” o

a “inserzione”, e una sezione di scrittura a cui facapo il blocco codificatore F2F.


di scrittura sul badge attraverso sempli-ci comandi inviati alla porta seriale. Ilettori ad inserzione vengono fornitisenza cover, cioè senza guscio esterno,poiché vanno montati all’interno diapparecchiature dedicate. I lettori astrisciamento sono disponibili sia conguscio di protezione che senza. In ognicaso, questi ultimi due tipi di lettore(ad inserzione o a strisciamento), purdiversi dal punto di vista meccanicohanno in comune lo stesso circuito elet-tronico.

L’ELETTRONICADEL LETTORE

Possiamo suddividere lo schema di unlettore di badge ad inserzione o a stri-sciamento in quattro blocchi fonda-mentali: la testina di lettura, l’amplifi-catore, il circuito di squadratura, ladecodifica. La testina di lettura è com-posta da alcune spire avvolte su unapiccola ferrite; la variazione del campomagnetico nei dintorni della ferrite(prodotta dal passaggio della tessera)crea delle correnti indotte nelle spiredella testina stessa. Queste correntivengono applicate all’amplificatore adalta impedenza di ingresso che le elevasino a renderle leggibili dal circuito disquadratura. Quest’ultimo, a trigger diSchmitt, converte il segnale analogicoin un segnale di tipo digitale e lo inviaal circuito di decodifica che “espande”il segnale digitale in tre linee di uscitadenominate CLS (Card LoadingSignal), RDT (Read Data) e RCL(Read Clock). Queste tre linee rappre-sentano l’interfaccia del lettore verso ilmondo esterno; vediamo nei dettaglicome funziona questo protocollo dicomunicazione seriale. Quando inizia-mo a strisciare un badge sul lettore,tutti i segnali sono a livello logico “1”.Il segnale CLS, passa dallo stato logico“1” a “0” e vi rimane per tutto il tempoche la banda magnetica scorre sullatestina. La condizione di errore durantela lettura viene segnalata da una transi-zione da 0 a 1 di questo segnale. Ilsegnale RDT, che rappresenta il dato,risulta valido solo sul fronte di discesadel segnale RCL. Alcuni dispositivipossono leggere più di una traccia con-temporaneamente; per questo motivo ilcriterio di classificazione più utilizzatotiene conto del numero di tracce che il

I lettori di badge, disponibili in diverse esecuzioni, possono essere raggruppati in due categorie in funzione del sistema di lettura: quelli

a “strisciamento” (sopra) e quelli ad “inserzione” (sotto).

Per memorizzare dei dati sulla banda magnetica di un badge bisogna utilizzare un “magnetizzatore” (sotto). Questo dispositivo è dotato di un

motore che, tramite un attuatore meccanico, trasporta il badge sulla testinadi scrittura. Il magnetizzatore va interfacciato ad un Personal Computer.


lettore è in grado di leggere. I dispositi-vi che leggono una sola traccia vengo-no denominati “lettori a singola trac-cia”, quelli che leggono due tracceprendono il nome di “lettori a doppiatraccia”, infine quelli capaci di leggeretutte le tre tracce si chiamano “lettori atripla traccia”. Come già accennato inprecedenza, per scrivere i dati sulla

banda magnetica di un badge occorredisporre di un magnetizzatore ovvero diun lettore/scrittore.

IL MAGNETIZZATORE

Questo dispositivo presenta una sezio-ne di scrittura completa di encoder F2Fe una sezione di lettura, con decoder

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

Per ordini e informazioni scrivi o telefona a:FUTURA ELETTRONICA, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), Tel. 0331-576139, Fax 0331-578200

F2F, per poter verificare l’esattezza deidati memorizzati. La maggior parte deimagnetizzatori è dotata di un motoreper il trascinamento della tessera chegarantisce una velocità costante duran-te tutte le fasi di lettura e di scrittura.Quasi tutti i magnetizzatori non sonoautosufficienti ma necessitano di un’ul-teriore scheda di controllo. Allo scopo,in funzione dell’applicazione, è possi-bile utilizzare una scheda digitaledotata di interfaccia seriale oppure unPersonal Computer. In entrambi i casi,i comandi da impartire allo scrittore dibadge sono standard e vengono rappre-sentati in formato ASCII. Tra i coman-di principali, possiamo citare l’Entryche aziona la traslazione della tessera,l’Eject che causa l’espulsione della tes-sera, il Read per abilitare la lettura e ilWrite per scrivere sulla banda magneti-ca. Approfondiremo meglio l’argomen-to sul prossimo numero della rivista nelquale forniremo anche tutte le informa-zioni necessarie per realizzare un sem-plice lettore a strisciamento da utilizza-re nei sistemi per il controllo degliaccessi.

temporizzazioni relative ai lettori a strisciamento

23

ENERGIE ALTERNATIVE

IMPIANTOSOLARE

PER BAITEImpianto fotovoltaico per baite e case isolate in

grado di fornire l’energia necessaria per evitare ditrascorrere il week-end a lume di candela.

di Angelo Vignati

Idispositivi che convertono direttamente l’energia solare in energia elet-trica sono da anni oggetto di studi e ricerche da parte delle più importanti

società che operano nel settore energetico. Gli studi sono orientati princi-palmente su due fronti: da un lato si cerca di aumentare il rendimento deidispositivi utilizzati, dall’altro si sperimentano materiali più economici.Attualmente, quando si parla di conversione diretta, si fa implicitamenteriferimento ai pannelli fotovoltaici che, praticamente, sono gli unici dispo-sitivi in grado di convertire direttamente l’energia del sole in energia elet-trica. I migliori pannelli attualmente disponibili in commercio presentanoun rendimento dell’ordine del 15÷20 per cento. Considerando che l’energiasolare che colpisce la superficie terrestre è di circa 1.000 watt per metroquadro, un pannello di dimensioni standard (1/3 di metro quadro) è in gradodi erogare al massimo 50÷60 watt. E’ evidente che per ottenere una quan-


tità significativa di energia è necessarioutilizzare superfici molto estese, nonsempre disponibili in pratica. Per que-sto motivo, come dicevamo poc’anzi,moltissimi sforzi vengono fatti per cer-care di aumentare il rendimento. Se siriuscisse ad arrivare a percentuali del-l’ordine del 70÷80 per cento, comeannunciato di recente da alcuni ricerca-tori, probabilmente ci sarebbe un vero eproprio boom di applicazioni legate alfotovoltaico.Parallelamente al miglioramento delrendimento, si stanno sperimentandonuovi materiali nella speranza di abbat-

tere i costi che ad oggi sono ancoratroppo alti, incompatibili con una diffu-sione di massa. I pannelli fotovoltaici,infatti, sono realizzati con celle di sili-cio opportunamente drogate, una tecno-logia simile a quella dei transistor edegli integrati. Essendo le superficimolto ampie, il costo di produzione nonpuò che essere elevato. Per tutti questimotivi l’impiego dei pannelli fotovol-taici è ancora oggi limitato a casi moltoparticolari. In altre parole, i pannellivengono utilizzati esclusivamente neicasi in cui non è proprio possibile farnea meno. Tra questi, uno dei più fre-

mondo facciamo funzionare per dueore al sabato sera un TV da 14 polliciche consuma 40 watt.Complessivamente durante il week-endconsumeremo 48 watt per ciascunalampada (8w x 3 ore x 2 giorni) e 80watt col TV (40 watt x 2 ore x 1 gior-no) per un totale di 180 watt circa.A questo punto possiamo scegliere labatteria. Ipotizzando che l’impiantofunzioni a 12 volt (è il caso più fre-quente) la batteria dovrà avere unacapacità di almeno 15 Ah (180W :12V); in pratica, per avere dell’energiadi riserva, è consigliabile utilizzare una

quenti riguarda l’illuminazione di casee baite isolate dove, per ragioni prati-che o economiche, non è possibile arri-vare con la rete elettrica. In questepagine presentiamo appunto il progettodi un piccolo impianto fotovoltaicodestinato ad illuminare baite isolate.

IL DIMENSIONAMENTO

Prima di occuparci dei particolari delcircuito, è necessario effettuare alcuneconsiderazioni generali riguardanti ildimensionamento dell’impianto.Semplificando, un impianto solare ècomposto da uno o più pannelli foto-voltaici, da un serbatoio d’energia (inquesto caso da una batteria) e da uncarico che assorbe, quando è in funzio-ne, l’energia accumulata dalla batteria.Innanzitutto è necessario calcolare conprecisione il consumo complessivo delcarico. Nel nostro caso ipotizziamo cheper illuminare la baita durante il week-end siano sufficienti due lampade elet-troniche da 8 watt con un funziona-mento continuo di tre ore e che per nonperdere completamente i contatti col

Piano di cablaggiogenerale dell’impian-

to fotovoltaico. Ilregolatore elettronico

blocca la caricadella batteria quando

questa è completa-mente carica.


un rendimento decisamente più basso(attorno al 5÷6 per cento) ma funziona-no bene anche con scarsa illuminazionementre quelli cristallini se non sonoben illuminati non erogano neppure unmilliampère.Essendo il costo per watt molto simile,è consigliabile utilizzare i pannelli delprimo tipo al Nord mentre al Sud vannodecisamente meglio i pannelli mono opolicristallini. Questi ultimi, presentan-do un rendimento migliore, sono indi-cati anche nei casi in cui ci siano pro-blemi di ingombro. Mettendo in praticaquesti semplici concetti, potremo modi-

ficare a nostro piacere le caratteristichedell’impianto. A questo punto, dopo ipannelli e la batteria, bisogna spenderedue parole su un altro componente indi-spensabile per realizzare un sistemache si rispetti: il regolatore di carica.Questo circuito controlla il livello dicarica della batteria e quando quest’ul-tima risulta completamente caricainterrompe il collegamento con i pan-nelli. In questo modo si evita il surri-scaldamento dell’accumulatore e laconseguente riduzione del numero dicicli di lavoro. Ovviamente non appenail livello della batteria scende sotto un

per sette giorni e tenendo conto cheabbiamo bisogno di circa 180 watt perogni fine settimana, il nostro pannellodeve essere in grado di fornire unapotenza massima di circa 8,5 watt(180W:7 giorni:3 ore di ESH). Per leconsiderazioni fatte in precedenza, èconsigliabile che la potenza massimasia almeno doppia. Nel nostro casoabbiamo utilizzato due pannelli da 12watt ciascuno per complessivi 24 watt. Non resta ora che scegliere il tipo dipannello fotovoltaico tra quelli dispo-nibili in commercio: amorfo o cristalli-no. I pannelli del primo tipo presentano

batteria con una capacità almeno dop-pia. Nel nostro caso abbiamo fatto usodi una batteria da 38 Ah. In questomodo, se un sabato sera ci verrà vogliadi seguire un varietà alla TV, avremotutta l’energia occorrente. Dobbiamoora scegliere il pannello (o i pannelli)necessari per ricaricare la batteria. Aquesto punto entra in gioco un datopoco noto alla maggior parte degliappassionati di elettronica: l’ESH(Equivalent Sun Hours) ovvero le “oredi sole equivalente”. Questa cifra indi-ca qual’è - mediamente - il numero diore di sole equivalenti alla massimailluminazione per ciascuna zona delnostro paese. Solitamente questo datosi riferisce al periodo invernale: quelloestivo si ottiene raddoppiando il valore.Nel caso dell’Italia il valore dell’ESH ècompreso tra 1,5 e 3; ciò significa chenell’Italia settentrionale i nostri pan-nelli funzioneranno mediamente apieno regime per 1,5 ore d’inverno e 3ore d’estate mentre nel meridione avre-mo 3 ore di funzionamento alla massi-ma potenza d’inverno e 6 ore d’estate.Considerando un valore medio di 3 ore


regolatore di carica, schema elettrico

valore prefissato, il circuito ripristina ilcollegamento con i pannelli.

IL REGOLATORE DI CARICA

Come si vede nelle illustrazioni, loschema del regolatore utilizzato nelnostro impianto è molto semplice. Il

polo positivo del pannello solare è col-legato al polo positivo della batteriamediante il diodo D4 mentre il polonegativo è collegato a massa tramite ilmosfet MSF1 che funge da interruttore.Quando il mosfet è in conduzione il cir-cuito si chiude e la batteria viene ricari-cata. Per fare condurre il mosfet è

necessario applicare al suo gate unatensione positiva ovvero fare condurreil transistor T1 che a sua volta pilotaMSF1. Quando T1 ed il mosfet sono inconduzione, il led giallo LD1 risultaacceso. Questo componente indicadunque che il pannello sta ricaricandola batteria. Il transistor T1 (un PNP tipoBC557) è normalmente in conduzionein quanto la sua base è collegata amassa tramite la resistenza R8. Perbloccare la conduzione è necessarioche una qualsiasi delle uscite dei dueoperazionali presenti un livello alto,livello che viene applicato alla base diT1 tramite i diodi D2 e D3. Vediamoquando ciò avviene occupandociinnanzitutto del circuito che fa capo alprimo operazionale (U2a). All’ingressoinvertente (pin 2) di questo operaziona-le viene applicata la tensione a 5 voltfornita dal regolatore U1 mentre all’in-gresso non invertente (pin 3) vieneapplicata, mediante il trimmer R2,parte della tensione presente ai capidella batteria. Quando questa tensionesupera quella applicata sul pin 2, l’u-scita dell’operazionale (normalmente alivello basso) si porta ad un livello altobloccando il mosfet ed attivando il ledverde LD2.E’ evidente che il trimmer va regolatoin modo da ottenere la commutazionequando la tensione della batteria rag-


COMPONENTI

R1: 22 KohmR2: 10 Kohm trimmer multigiriR3: 12 KohmR4: 330 KohmR5: 100 KohmR6: 4,7 KohmR7: 4,7 KohmR8: 8,2 KohmR9: 8,2 KohmR10: 1 KohmR11: 1 MohmR12: 100 KohmR13: 100 KohmR14: 1 MohmR15: 220 KohmR16: 100 KohmR17: 10 KohmR18: 4,7 KohmC1: 100 nF

C2: 1 µF 16VLC3: 22µF 16VLC4: 47 µF 16VLD1 :1N4002D2: 1N4148D3: 1N4148D4: 1N5404LD1: Led giallo 5 mmLD2: Led verde 5 mmLD3: Led rosso 5 mmU1: 7805U2: TL072T1: BC557BMSF1: IRF540 o BUZ11

Varie:- Zoccolo 4+4;- Stampato cod. G015;- Morsettiera 2 poli (2 pz);- Dissipatore per TO220;- Vite + dado 3 MA.

elenco componenti e cablaggiogiunge un livello di 14,2÷14,4 volt(batteria completamente carica). Laresistenza R4 introduce una leggeraisteresi in modo da modificare la sogliadi commutazione ed evitare che l’ope-razionale entri in oscillazione. In prati-ca, per ottenere la commutazione del-l’operazionale da 0 a 1, è necessarioche la batteria raggiunga un potenzialedi 14,4 volt mentre, con l’uscita a livel-lo alto, per ottenere la commutazioneda 1 a 0, la tensione della batteria devescendere a 13,5 volt. Dunque questostadio blocca la corrente quando la bat-teria è completamente carica. Vediamocosa succede con l’altro operazionale.Questo presenta un livello alto in usci-ta quando la tensione del pannello sola-re è inferiore a quella della batteria; inquesto caso si accende il led rosso LD3ed il mosfet viene bloccato. Al contra-rio, quando il pannello è illuminato e lasua tensione è sufficiente per caricarela batteria, il led è spento ed il mosfet èchiuso.Ricapitolando, dunque, il led giallo(LD1) segnala che il pannello sta rica-ricando la batteria, quello rosso (LD3)che l’insolazione è insufficiente perpoter attivare il circuito di ricarica edinfine, quello verde (LD2), che la bat-teria è completamente carica. Questoregolatore di carica può essere utilizza-to con pannelli che erogano una cor-rente massima di 3÷5 ampère; è possi-bile tuttavia, sostituendo semplicemen-te il diodo D4, aumentare fino a 10÷20ampère la corrente di lavoro. Ma ritor-niamo al nostro impianto e soffermia-mo la nostra attenzione sul piano dicablaggio generale il quale evidenzia icollegamenti da effettuare tra i vari ele-menti. I pannelli fotovoltaici vannocollegati in parallelo avendo l’accor-tezza di utilizzare due diodi da 3 A(tipo 1N5404) in serie a ciascuna lineapositiva. In pieno sole ogni pannelloeroga una tensione di 20÷21 volt conuna corrente di 700÷800 mA. Perquanto riguarda l’accumulatore è con-sigliabile fare uso di una batteria erme-tica al piombo simile a quella utilizzatanel prototipo (una Yuasa da 38Ah). Peraumentare le prestazioni del nostroimpianto è sufficiente utilizzare unpannello più potente (magari un mono-cristallino da una cinquantina di watt)ed una batteria di maggior capacità (da60÷80Ah). A proposito della batteria,

ricordiamo che anche in questo caso,per evitare fenomeni di scarica recipro-ca, non è possibile collegare in paralle-lo tra loro più elementi.

IN PRATICA

A questo punto non resta che occuparcidella realizzazione del regolatore dicarica. A tale scopo abbiamo realizzato

un’apposito circuito stampato didimensioni particolarmente contenutesul quale abbiamo montato tutti i com-ponenti. Il mosfet va fissato ad una pic-cola aletta di raffreddamento mentre ildoppio operazionale va montato su unozoccolo a 8 pin. Al fine di consentireuna facile regolazione della soglia diintervento del primo operazionale, èconsigliabile fare ricorso per R2 ad un


trimmer multigiri. La basetta utilizzauna morsettiera alla quale fanno capotutti i collegamenti. La verifica del fun-zionamento del circuito e la taratura sipossono effettuare al banco. A talescopo, senza batteria né pannelli, colle-gate al posto della batteria un alimenta-tore in grado di erogare una tensionecontinua di 14,4 volt esatti. In questostato il led rosso LD3 è sicuramenteacceso in quanto la tensione del pan-nello (che non c’è) è nulla. Questo sta-dio inibisce il funzionamento delmosfet per cui il led giallo LD1 è sicu-ramente spento. Il led verde può inveceessere acceso o spento a seconda dicome è regolato il trimmer R2. Se il ledè acceso, ruotate il trimmer R2 sino adottenere lo spegnimento del segnalato-re, quindi ruotate lentamente il cursorenella direzione opposta sino all’accen-sione. Se invece il led è già spento, ruo-tate il cursore sino ad ottenerne l’ac-censione. A questo punto collegate labatteria ed utilizzate l’alimentatore alposto del pannello solare collegando ilpositivo ed il negativo rispettivamenteai morsetti +SOL e -SOL. Aumentate apoco a poco la tensione sino ad ottene-re lo spegnimento del led rosso e l’ac-censione di quello giallo. Quest’ultimonon si accende se anche il led verde èacceso. L’alimentatore utilizzato perquesta prova deve essere munito di pro-tezione amperometrica per evitare unaeccessiva corrente di carica (la prote-zione va regolata a 1÷2 ampère).Non resta ora che mettere in operal’impianto. A tale proposito ricordiamoche, nel nostro emisfero, i pannellisolari vanno sempre rivolti a sud edinclinati di circa 45 gradi.Raccomandiamo anche, specie se lazona è molto ventosa, di utilizzaredegli idonei supporti per fissare i pan-nelli alla struttura del tetto o del balco-ne. Ricordiamo infine di utilizzare deicavi di diametro adeguato alle correntiin circolazione onde ridurre al minimole perdite dovute ai collegamenti elet-trici. Il nostro impianto è in grado dialimentare direttamente tutti i disposi-tivi funzionanti in c.c. a 12 volt. Nelcaso di apparecchiature funzionanti a220 volt è necessario ricorrere agliappositi inverter (meglio se funzionan-ti in PWM) che consentono di ottenere,dai 12 volt continui, una tensione alter-nata a 220 volt adatta allo scopo.

PER LA SCATOLA DI MONTAGGIOIl regolatore di carica (cod. FT125K) è disponibile inscatola di montaggio al prezzo di 28.000 lire. Il kit com-prende tutti i componenti, la basetta forata e serigrafatae le minuterie. I pannelli solari amorfi da 12 watt (cod.CSB13) sono disponibili al prezzo di 280.000 lire cadau-no. La batteria Yuasa da 38Ah costa invece 155.000 lire.Tutti i prezzi sono già comprensivi di IVA. Il materialeva richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200. Le plafoniere elettroniche a 12 volt sono invecereperibili presso tutti i rivenditori di materiale elettrico.


DIDATTICA

Alla scopertadei D.S.P.

di Alberto Colombo

Nella scorsa puntata abbiamo sottolineato l’impor-tanza delle possibili applicazioni dei processori di

segnali digitali. Proseguiamo questo mese l’approcciocon i D.S.P. ed entriamonel vivo dell’argomentoanalizzando l’architetturainterna del processoreTMS320C50 che, come sipuò notare dal relativoschema a blocchi, si svi-luppa attraverso due busprincipali: il ProgramBus e il Data Bus. Ilprimo effettua il trasferi-mento delle istruzionidalla memoria program-ma alle varie unità inter-ne del dispositivo, mentreil secondo collega tra lorotutti gli elementi del pro-cessore, compresa l’unitàaritmetico-logica, i variregistri ausiliari e lamemoria dati. Sia il DataBus che il Program Bussono disponibili all’ester-no del chip per permette-re l’espansione del pro-cessore. L’unità matema-tica principale è la ALU

(Arithmetic Logic Unit) a cui appartengono i due regi-stri accumulatori contraddistinti dalle sigle ACC(Accumulator) e ACCB (Accumulator Buffer). L’ACC,

un registro a 32 bit com-posto da una parte alta(ACCH) e da una partebassa (ACCL), vieneimpiegato dalla ALU pertrasferire il risultato delleoperazioni compiute.L’altro accumulatore(ACCB) è anch’esso a 32bit ma a differenza delprimo viene usato dallaALU come registro tem-poraneo (buffer) dei datiprovenienti dall’accumu-latore principale.L’ACCB viene anche uti-lizzato nelle operazioni disomma a 32 o 64 bit comeregistro di riporto quan-do, attraverso l’istruzioneADDB, si addizionanodirettamente i contenutidi due registri. Come èintuibile, la ALU è il verocuore di questo dispositi-vo: essa dispone di due“porte” per l’ingresso di

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. Seconda puntata.


dati a 16 bit e di una “porta” di uscitaa 32 bit. La ALU risulta direttamenteconnessa a tre registri, ST0 (StatusRegister 0), ST1 (Status Register 1) ePMST (Processor Mode StatusRegister), che rappresentano quelliprincipali con cui l’unità logica aritme-tica si interfaccia al software utente.All’interno di questi registri troviamodei particolari bit di controllo qualil’OVM (Overflow mode) che consentedi selezionare il tipo di overflow dell’u-nità di calcolo e l’SXM (Sign ExtensionMode) che esprime il segno del numerocon cui stiamo lavorando, indica cioèse il numero è positivo o negativo. Leinformazioni sull’esito delle operazioniche sta compiendo la ALU sono ripor-tate in tre flag siglati OV (OverflowFlag), TC (Test/Control Flag) e C(Carry). Descriveremo in seguito detta-gliatamente ognuno di questi flag.Proseguiamo nell’analisi dello schema

a blocchi con gli altri registri disponi-bili nel TMS320C50. Il registro a 16 bitDBMR (Dynamic Bit ManipulationRegister) svolge la funzione di bufferdei dati in arrivo dall’unità logicaparallela PLU (Parallel Logic Unit). Leistruzioni che interessano il DBMRsono soprattutto quelle di comparazio-ne tra due dati disponibili in memoriaoppure tra un dato in memoria e il con-tenuto del registro stesso. In quest’ulti-mo caso, un esempio di possibile istru-zione è la CPL (Compare DBMR orLong Immediate With Data Value) checompara il contenuto del registroDBMR con il valore contenuto nellalocazione di memoria specificata nell’i-struzione, il risultato della comparazio-ne è indicato dallo stato del bit TC. Ilregistro denominato MULTIPLIER hail compito di eseguire la moltiplicazio-ne parallela di due numeri a 16 bit; ifattori della moltiplicazione sono

disponibili nella memoria dati o nelregistro TREG0 (TemporaryMultiplicand) mentre il risultato vienememorizzato nel registro PREG(Product Register). Ad esempio, invo-cando l’istruzione “MPY 40Dh” ilchip esegue una moltiplicazione tra ilcontenuto della locazione di memoria40D Hex e il contenuto del registroTREG0. Il risultato viene memorizzatoin PREG.

IL PROGRAM COUNTER

Continuiamo nella descrizione con ilregistro PC (Program Counter) checontiene l’indirizzo di memoria dell’i-struzione da eseguire, esattamentecome avviene nei classici microproces-sori. Vicino al PC troviamo una parti-colare area di memoria di 8x16 bitdenominata Stack in cui il processoresalva il contenuto del ProgramCounter durante la gestione delleinterruzioni. Accanto allo Stack trovia-mo il registro a 16 bit BMAR (BlockMove Address Register) usato per iltrasferimento dei dati da una zona dimemoria ad un’altra. Ad esempio, conl’istruzione BLDD (Block Move FromData Memory to Data Memory) pos-siamo spostare dei dati da una locazio-ne specificata nel primo operando allalocazione indicata dal contenuto delBMAR. Scrivendo “BLDD300h,BMAR”, il processore sposta idati contenuti nella locazione 300 hexalla locazione indicata dal contenutodel registro BMAR. Durante le opera-zioni di moltiplicazione possiamo uti-lizzare il registro BMAR per indicare inquale zona di memoria è contenuto unodei due fattori della moltiplicazione,possiamo così realizzare il prodotto tradue dati contenuti in due diverse loca-zioni di memoria senza passare per laALU che quindi rimane libera per com-piere altre operazioni. Proseguendonell’analisi incontriamo i registri degliinterrupt e precisamente, l’IPTR(Interrupt Pointer), l’INT (InterruptNumber), l’INTM (Interrupt Mask Bit),l’IMR (Interrupt Mask Register) el’IFR (Interrupt Flag Register). IlTMS320C50 dispone di ben 2K dimemoria dedicata ai vettori di inter-rupt; questa zona è gestita dall’IPTR,un particolare registro a 5 bit che serveper individuare la porzione di memoria

schema a blocchi del TMS320C50


relativa all’interrupt in corso. Il nume-ro dell’interrupt processato è determi-nato dal valore che assume il registroINT#. Quest’ultimo, composto da quat-tro bit, identifica 16 tipi di interruzioni.L’INTM non è un vero e proprio regi-stro, ma semplicemente un bit del regi-stro ST0 che viene utilizzato per abili-tare o disabilitare l’uso degli interrupt.Gli ultimi due registri di interruptdisponibili sono l’IFR e l’IMR. L’IFR èun registro a 16 bit in cui vengonomemorizzati gli interrupt avvenuti: adogni bit di tale registro è associato undiverso tipo di interruzione, in questomodo possiamo rilevare la provenienzadell’interruzione. Il registro IMR,anch’esso a 16 bit, consente di masche-rare (abilitare/disabilitare) le variepossibili fonti di interrupt. Nonapprofondiamo ulteriormente ladescrizione delle interruzioni poichédedicheremo a loro (interrupt, vettori e

registri di interrupt) una puntata aparte in quanto sono numerose ed alcu-ne di esse anche complesse da gestire.

I REGISTRI DI RIPETIZIONE

Proseguiamo perciò l’analisi delloschema a blocchi con i registri PAER(Block Repeat Address End Register) ePASR (Block Repeat Address StartRegister) entrambi a 16 bit che consen-tono, mediante una sola istruzione, laripetizione dell’esecuzione di un interoblocco di programma. Per fare ciòoccorre utilizzare il registro PASR incui si trasferisce l’indirizzo iniziale delblocco di istruzioni da ripetere e il regi-stro PAER in cui si carica l’indirizzodell’istruzione finale del blocco. Il datorelativo al numero di volte che devonoessere ripetute le istruzioni è contenu-to nel registro BRCR (Block Repeat

Counter Register). L’operazione diripetizione viene controllata dall’unitàsiglata COMPARE. La ripetizioneavviene se il flag siglato BRAF (BlockRepeat Active Flag) è attivo: quest’ulti-mo viene comandato automaticamentedall’istruzione di ripetizione. Quantofinora descritto rappresenta uno deipossibili modi per la ripetizione di unblocco di istruzioni ma possiamo deci-dere di ripetere anche una sola istru-zione invocando il comando di ripeti-zione. Per chiarire meglio l’utilizzo deiregistri e dei comandi di ripetizioneriportiamo un breve esempio.Supponendo di voler ripetere un bloccodi programma, dovremo per prima cosamemorizzare nel registro BRCR ilnumero delle ripetizioni scrivendo“SPLK #010h,BRCR”; il simbolo #indica che il valore contenuto nelprimo operando è un numero e non unindirizzo di memoria, mentre il valore

i registri principali del TMS320C50


10 hex indica che vogliamo ripetere ilblocco di istruzioni per 16 volte.Digitiamo poi l’istruzione “RPTBFINE” allo scopo di trasferire nel regi-stro PASR il contenuto del PC relativoall’istruzione seguente: nel PAER verràcaricato il valore dell’indirizzo a cuicorrisponde la label FINE. Da qui inpoi ci sarà il blocco di istruzioni daripetere: alla fine di quest’ultimodovremo specificare la label FINE. Se,al contrario, desideriamo ripetere unasingola istruzione, dovremo usare l’i-struzione RPT. Quest’ultima fa uso delregistro RPTC a 16 bit che in pratica è

un contatore a decremento: quandoselezioniamo l’istruzione di ripetizione,nell’RPTC viene caricato l’operandospecificato di seguito alla RPT che rap-presenta il numero di volte che l’istru-zione seguente deve essere ripetuta.Veniamo ora alla sezione che si occupadi generare gli indirizzi per leggere oscrivere in memoria. Al centro di que-sta sezione troviamo l’unità di calcolodegli indirizzi denominata ARAU(Auxiliary Register Arithmetic Unit)avente il compito di generare gli indi-rizzi e di gestire i registri ausiliari diindirizzamento rappresentati nello

schema a blocchi con la sigla AUX-REGS. Il contenuto di questi ultimirappresenta la locazione di memoria incui prelevare o scrivere dei dati. Ilcompito di scegliere un registro ausi-liario piuttosto che un altro è affidatoal registro denominato ARP (AuxiliaryRegister Pointer). Quest’ultimo è unregistro a 3 bit in grado di selezionare8 diversi registri ausiliari che prendo-no il nome di AR0, AR1, AR2, AR3,AR4, AR5, AR6 e AR7. Per meglio com-prendere i registri ausiliari facciamoun esempio. Se il registro ARP contieneil valore 010 binario significa che ilregistro ausiliario interessato è ilsecondo ovvero l’AR2. Se quest’ultimocontiene, ad esempio, il valore 0617hex significa che il dato interessato èalla locazione di memoria 0617 hex. Iregistri ausiliari possono essere cari-cati direttamente con un valore specifi-co attraverso l’istruzione MAR (ModifyAuxiliary Register) o LAR (LoadAuxiliary Register). Tratteremo i modidi indirizzamento più avanti in mododettagliato fornendo anche qualcheesempio. L’ARAU risulta connessaanche al registro CBCR (CircularBuffer Control Register) che viene uti-lizzato per definire un buffer “circola-re”, ovvero una sequenza di locazionidi memoria in cui memorizzare o leg-gere dei dati.

IL BUFFER CIRCOLARE

A sostegno del CBCR ci sono i registriCBER (Circular Buffer End Address),CBER1, CBER2 nonché i registriCBSR (Circular Buffer Start Address),CBSR1 e CBSR2. I primi tre registridefiniscono l’indirizzo finale della

condivisione di una memoria dati esterna

TMS320C50


zona di memoria che abbiamo sceltocome buffer circolare, mentre i secondidefiniscono l’indirizzo di partenza. Ilconcetto di buffer circolare può risulta-re un po’ difficile da comprendere, mauna volta impadroniti della tecnica,rende molto più veloci le operazioni dilettura sequenziale dei dati. Per creareun buffer circolare occorre dapprimadecidere quale circular buffer usare seil CBCR1 o il CBCR2. I tre bit piùbassi (b0-b2) di CBCR determinanoquale registro ausiliario usare; il b3, seposto a uno, seleziona il buffer CBCR1mentre se è posto a zero lo disabilita.Dal bit b4 al b6 possiamo scegliere gliAR per il CBCR2 e con il b7 scegliamose abilitarlo oppure no. Una volta set-tato il registro CBCR dobbiamo carica-re gli indirizzi relativi al buffer circola-re. La sequenza di istruzioni può esse-re: SPLK #200h,CBSR1 (carica il valo-re 200 hex nel registro che deve conte-nere l’indirizzo di partenza); SPLK#203h,CBER1 (carica il registro di finebuffer con il valore 203 hex); SPLK#0Eh,CBCR (trasferisce nel CBCR ilvalore 0E hex, ovvero il numero bina-rio 00001110, allo scopo di seleziona-re il buffer circolare numero 1 e il regi-stro ausiliario AR6 che ci servirà comepuntatore alle varie locazioni di memo-ria che rappresentano il nostro buffercircolare). Concludiamo il processocon le istruzioni LAR AR6,#200h (tra-sferisce il valore di partenza del buffernel registro ausiliario prescelto) eLACC *+. Quest’ultima istruzione èmolto potente poiché consente di tra-sferire nell’accumulatore il valore con-tenuto nella locazione di memoria indi-viduata dal registro AR in uso correntee di incrementare quest’ultimo a fine

operazione. Torniamo ora alla descri-zione dei blocchi fondamentali delnostro processore occupandoci delregistro a 16 bit INDX (Index Register).La sua funzione risulta importante inalcuni modi di indirizzamento poichè ilcontenuto di questo registro può esseresommato o sottratto al contenuto deiregistri ausiliari. Risulta così possibilecompiere dei salti in memoria senzadover caricare il nuovo indirizzo negliappositi registri, semplicemente com-piendo un’operazione di somma o sot-trazione. Da quanto finora esposto pos-siamo dedurre che i modi di indirizza-

mento possibili all’interno dei proces-sori della Texas Instruments sono mol-teplici e alcuni di essi risultano ancheabbastanza complicati da utilizzare;d’altro canto sono stati concepiti perrendere il più veloce possibile l’esecu-zione delle varie operazioni.

LA GLOBAL MEMORY

Proseguiamo nella descrizione dei regi-stri con il GREG (Global MemoryAllocation Register), il cui compito è didefinire la dimensione massima delblocco di memoria globale. Attraverso

L’unità aritmetico-logica (ALU)La ALU è un’ unità a 32 bit a cui possono arrivare dati attraverso l’accu-mulatore, il data bus, l’ ACCB oppure attraverso il registro di prodotto(PREG). Oltre a svlogere le classiche operazioni aritmetiche, la ALU puòcalcolare funzioni logiche e manipolare bit in modo molto veloce.Nonostante la ALU lavori con parole a 32 bit, i suoi ingressi sono a 16 bit.La suddivisione di una parola a 32 bit in due da 16 bit viene fatta automa-ticamente dal registro di POSTSCALER, il quale si occupa di dividere ilcontenuto dell’ accumulatore e di memorizzarlo in due locazioni contigue.La stessa operazione è compiuta dal PRESCALER ma in senso opposto:quest’ultimo invia alla ALU i primi 16 bit e poi gli altri 16 bit di memoriain modo da riformare il dato originale. Legati ai risultati delle operazionidella ALU vi sono ben 14 “salti” di programma condizionati. Alcuni di essitestano direttamente l’unità centrale, altri l’ accumulatore. Come abbiamogià avuto modo di dire, questo dispositivo è in grado di compiere operazio-ni di moltiplicazione a 16 bit con una sola istruzione, ma risulta molto sem-plice moltiplicare anche numeri più grandi. La ALU per compiere le opera-zioni di moltiplicazione si serve di registri dedicati quali il TREG0 e ilPREG il cui contenuto può essere traslato a destra o a sinistra di un nume-ro di bit pari al contenuto del registro PM. La ALU è in grado anche di ele-vare al quadrato un dato; questa operazione, che in un dispositivo di tipotradizionale richiede una sequenza di istruzioni, nel nostro D.S.P. è svoltacon una singola istruzione, la SQRA o SQRS, con un notevole guadagno ditempo.

indirizzi della memoria interna e di quella globale


PER IL PROGRAMMATORE

Il sistema di sviluppo per i processori D.S.P. della Texas Instruments (cod. TMS320 DSPStarter Kit) viene fornito completo di manuali (TMS320C5X DSP Starter Kit User’s Guide eTMS320C5X User’s Guide), di software (TMS320 User Software e TMS320 DevelopmentFlow), di scheda di sviluppo (con processore TMS320C50, modulo di interfaccia al PC e con-vertitore A/D e D/A a 14 bit) al costo di 420.000 lire. Il programmatore va richiesto a: FUTU-RA ELETTRONICA, v.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139.

questo registro è possibile controllareuna zona di memoria esterna come sefosse interna al dispositivo. Il registroGREG consente l’utilizzo di una memo-ria esterna, denominata globale, anchese condivisa con un altro dispositivo.Quando si indirizza nell’area globale,automaticamente vengono generati deisegnali di controllo per impedire adaltri dispositivi esterni di accedere,nello stesso momento, alla medisimazona di memoria. Le linee di controllogenerate sono adatte qualora ilTMS320C50 lavori con la globalmemory in concomitanza a micropro-cessori della stessa famiglia. In casocontrario occorre realizzare un circuitologico esterno per rendere compatibili isegnali. La memoria del TMS320C50

può assumere due diversi significati infunzione del modo di utilizzo del D.S.P.:come microprocessore o come micro-controllore.

LE DUE CONFIGURAZIONI

Nella configurazione a microprocesso-re nell’area dedicata al programmatroviamo: le tabelle di allocazione degliinterrupt, la zona RAM dove scrivere ilprogramma, una zona dedicata allaRAM o ROM esterna e un blocco dedi-cato alla RAM ad accesso duale. Se uti-lizziamo il D.S.P. come microcontrollo-re l’area di memoria compresa tra gliindirizzi 0030 hex e 07FF hex è dedi-cata ad una ROM interna. La partecentrale rimane invariata, così come la

zona di memoria esterna e la zona diRAM ad accesso duale. Nella sezionerelativa ai dati troviamo un primo bloc-co in cui risiedono i registri del dispo-sitivo. Il processore possiede ben 28tipi di registri diversi; molti di questi liabbiamo già incontrati nella descrizio-ne della struttura a blocchi. Partendodall’ indirizzo 0060 hex fino a 007F hextroviamo una zona di DARAM (DualAccess Ram) identificata dal bloccoB”. All’interno della zona dei dati esi-stono altri due banchi di memoriaDARAM siglati B0 e B1. A questi treblocchi di memoria possono accederesimultaneamente i due bus presentiall’interno del dispositivo. All’ indirizzo0800 troviamo la SARAM ovvero laRAM a singolo accesso.

organizzazione della memoria programma e di quella dei dati


CELLULAR LINE

ANTIFURTO AUTOCON MICROFONO

AMBIENTALE EIMMOBILIZZATORE

di Arsenio Spadoni

Dopo la pubblicazione sulnumero di marzo dell’antifur-

to auto collegato ad un telefono cel-lulare (il primo di una lunga serie dicircuiti che abbiamo messo a puntoe che presenteremo con cadenzamensile), su questo argomentoabbiamo ricevuto centinaia ditelefonate con richieste di anticipa-zioni sui progetti futuri, suggeri-menti riguardanti nuove possibiliapplicazioni ed anche offerte per lacommercializzazione su larga scaladi questi dispositivi. Evidentemente

la possibilità di utilizzare la rete cel-lulare, oltre che per comunicare,anche per numerosi altri scopi, inte-ressa moltissime persone. Ma lamaggior parte delle telefonateriguardava il progetto proposto que-sto mese, progetto che avevamoannunciato senza però scendere neiparticolari facendo venire l’acquoli-na in bocca a molti lettori. Eccola,dunque, questa nuova versione del-l’antifurto auto con telefono cellu-lare. Come si vede il circuito è com-plesso ma non troppo. Prima di


UN MESSAGGIO DIGITALIZZATO CI AVVISA

SE QUALCUNO STA TENTANDO DI RUBARE LA

VETTURA DANDOCI LA POSSIBILITA’ DI DISATTIVAREL’IMPIANTO ELETTRICO O DI

ASCOLTARE, CON UNMICROFONO AMBIENTALE,

CIO’ CHE VIENE DETTOALL’INTERNO DELL’AUTO:

OVVIAMENTE SENZA CHE ILLADRO SI ACCORGA DINULLA. FUNZIONA CON

TUTTI I CELLULARI ETACSMOTOROLA.

entrare nei particolari, vogliamoelencare tutte le funzioni che questodispositivo è in grado di svolgere. Ilsistema può essere predisposto (tra-mite un dip) per funzionare con iltelefono cellulare normalmenteacceso oppure spento. In quest’ulti-mo caso il dispositivo entra in fun-zione quando il segnale di allarme(proveniente dall’impianto antifurtodella macchina) si attiva. Il cellula-re compone il numero telefonicoprecedentemente memorizzato edinvia un messaggio d’allarme digi-

talizzato (viene utilizzato un inte-grato DAST) all’utente il quale aquesto punto può, inviando dei toniDTMF tramite la tastiera del pro-prio telefono, chiudere un relèoppure attivare un sistema microfo-nico ambientale; è anche possibileattivare contemporaneamente sia ilrelè che il microfono. I contatti delrelè possono essere utilizzati perinibire l’impianto elettrico dellavettura (che in questo modo siferma immediatamente) ma ancheper altri scopi (ad esempio per bloc-

care, oltre all’impianto elettrico,anche le portiere), per attivare unasirena, eccetera. Un lettore, non par-ticolarmente tenero con i topi d’au-to, ha proposto di utilizzare il relèper inibire l’impianto elettrico,bloccare le portiere ed i finestrini,aprire una elettrovalvola collegataad una bomboletta di gas soporiferoed infine attivare una sirena con sin-tesi vocale che avvisi i passantidella presenza della vettura rubata edel topo d’auto intrappolato all’in-terno della stessa. Troppa fantasia?

Il sistema di allarmee ascolto a distanza descritto

nell’articolo può funzionare conqualsiasi cellulare Etacs Motorola.Non è necessario effettuare alcuna

modifica al telefono in quanto isegnali di controllo vengono

inviati tramite l’apposita presa diinput/output di cui è fornito ilcellulare. Questa presa viene

anche utilizzata per alimentare iltelefono. Nell’immagine, il nostroprototipo a montaggio ultimato

collegato ad un cellulareFlare della Motorola utilizzato

durante le prove.


Probabilmente sì, ma ciò non significache il nostro sistema non possa real-mente fare una cosa del genere.Attivando il microfono ambientale èpossibile ascoltare ciò che viene dettoall’interno della vettura dandoci la pos-sibilità di verificare se si tratti realmen-te di un furto e non, ad esempio, dellapropria moglie che è salita in macchinadimenticando di disinserire l’antifurto.La comunicazione viene interrotta daun particolare codice DTMF oppure, inassenza di questo, automaticamentedopo due minuti. Nel caso di attivazio-ne del microfono ambientale, è neces-sario, per continuare nell’ascolto anche

dopo i due minuti, inviare un tono diconferma prima della scadenza deltempo. Dopo l’attivazione causata dalsegnale di allarme proveniente dall’im-pianto antifurto della vettura, il disposi-tivo mantiene il telefono cellulare acce-so in modo che il nostro sistema possaricevere eventuali chiamate dall’ester-no. E’ infatti possibile, anche se abba-stanza improbabile, che la telefonatad’allarme effettuata dal nostro sistemanon giunga a destinazione. In questocaso, se il telefono si spegnesse, nonavremmo più la possibilità di “chiama-re” la nostra auto dopo esserci accortidella sua sparizione. L’altro sistema di

funzionamento (dip normalmente aper-to) prevede che il telefono sia sempreacceso. In questo modo è possibile (aprescindere dal fatto che il sistema siaentrato in allarme) “metterci in contat-to” in qualsiasi momento con la nostravettura, attivare il relè e, soprattutto, ilsistema microfonico ambientale. In unprimo tempo non avevamo ritenuto diimplementare questa funzione per evi-tare che il nostro circuito venisse utiliz-zato come microspia ambientale dieccezionale efficacia. Infatti, al contra-rio di qualsiasi microspia tradizionale,anche di quelle più sofisticate chehanno un raggio di azione di 300÷500

schema a blocchi


metri, il nostro sistema ha una portataillimitata. Sfruttando la rete cellulare,infatti, è possibile ascoltare le conver-sazioni da qualsiasi punto d’Italia stan-do comodamente seduti in poltrona. Inseguito abbiamo cambiato idea ritenen-do che chiunque, con una semplicissi-ma modifica, avrebbe potuto imple-mentare questa funzione. Il tipo di fun-zionamento del sistema va scelto inrelazione alle proprie esigenze tenendoanche conto del consumo del dispositi-vo: nel primo caso (telefono normal-mente spento) il consumo a riposo è dicirca 50 mA mentre nel secondo caso(telefono normalmente acceso), il con-sumo ammonta a circa 200 mA. Nellaseconda ipotesi il sistema può scaricarela batteria dell’auto in 8÷10 giorni,nella prima in oltre un mese.Ovviamente se la vettura viene utiliz-zata tutti i giorni dando alla batteria lapossibilità di ricaricarsi, le considera-zioni relative all’assorbimento nonhanno più senso. Concludiamo questalunga introduzione ricordando che ilnostro dispositivo deve essere abbinatoad un telefono cellulare ETACSMotorola della seconda generazioneovvero fabbricato dopo il mese di apri-le 1993. Diamo a questo punto un’oc-chiata allo schema di principio che ciconsente di comprendere, a grandilinee, come è stato impostato l’hardwa-re della scheda.

SCHEMA A BLOCCHI

Il “cuore” del nostro sistema è rappre-sentato dalla logica di controllo ememorizzazione la quale, oltre a “dia-logare” col telefono, controlla tutti glialtri stadi. Il messaggio di allarme,della durata massima di 20 secondi,viene memorizzato all’interno di unsistema di sintesi vocale che fa capo adun integrato DAST. Il messaggio puòessere memorizzato e riascoltato sullastessa piastra; in altre parole non ènecessario fare ricorso ad un registrato-re esterno. Il circuito si attiva quandol’ingresso di allarme cambia statooppure quando giunge una chiamata.Quest’ultima viene rilevata da un ring-detector collegato all’uscita di BF delcellulare. L’uscita di bassa frequenza èconnessa anche al decoder DTMF ilquale riconosce i toni inviati dall’uten-te. Il sistema di ascolto ambientale fa

capo ad un preamplificatore ad elevatoguadagno; l’uscita di questo stadio ècollegata all’ingresso BF del cellulareal quale giunge anche il segnale audioproveniente dal circuito di sintesi voca-le. Il dispositivo comprende anche unalimentatore che fornisce al telefono gli8 volt continui necessari al suo funzio-namento ed una tensione, anch’essacontinua, di 5 volt per tutti gli altristadi. Il numero di telefono che il cir-cuito chiama in caso di allarme vienememorizzato all’interno della memoriaEEPROM del microcontrollore; inumeri impostati vengono visualizzatidal display del telefono anziché da un

apposito display come nel caso del pro-getto di marzo. In questo modo abbia-mo semplificato notevolmente il circui-to. La scheda comunica con il telefonotramite le tre linee di dato TRV (tra-smissione dati dal cellulare al termina-le remoto), CMP (clock di sincronismoper trasmissione e ricezione dati) eRTN (trasmissione dati dal terminaleremoto al cellulare). Per questi dativiene utilizzato un protocollo moltocomplesso che consente di simularedall’esterno tutte le funzioni disponibi-li sulla tastiera: comporre numeri, ini-ziare ed interrompere la comunicazio-ne, accedere alle memorie, eccetera. E’

diagramma diflusso del main

program


anche possibile acquisire qualsiasiinformazione riguardante i parametrioperativi del telefono, dallo status delsistema radio, al livello della batteria.Normalmente la bassa frequenza non èdisponibile all’esterno a meno di nonattivare (è possibile farlo sia viahardware che via software) particolariprocedure. Tramite il pin 7 (uscita diBF) è anche possibile accendere o spe-gnere dall’esterno il telefono. Per lospegnimento è necessario collegare amassa per circa 1 secondo (tramite unaresistenza da 10 Kohm) questo pin; perriaccendere l’apparecchio è sufficienteripetere l’operazione per un tempo piùbreve. Ricordiamo che tutte queste pro-cedure sono valide esclusivamente coni cellulari ETACS Motorola dellaseconda generazione (fabbricati dopol’aprile 1993); a questa famiglia appar-tengono i vari MicrotacII, MicrotacElite, Microtac Gold, Microtac Classic,Flare, Family Life, Storno 420 e FlipPhone. A questo punto possiamo occu-parci dello schema elettrico dellanostra interfaccia.

CIRCUITO ELETTRICO

Il circuito non è particolarmente com-plesso. Il “cuore” del nostro sistema èrappresentato dal microcontrollore U4,un ST6265 della SGS. Questo chipdispone di un numero di porte suffi-ciente ad acquisire i dati necessari e percontrollare tutte le periferiche. Lo sta-dio di sintesi vocale fa capo all’integra-to U6, un ISD1420 in grado di registra-re messaggi della durata massima di 20secondi. Il ring detector utilizza l’inte-grato U3, un comune LM567 mentreper decodificare i toni DTMF in arrivoviene utilizzato l’integrato U7, un8870. Lo stadio di bassa frequenza uti-lizzato per l’ascolto ambientale fa capoal doppio operazionale U5. Ma proce-diamo con ordine. Come detto, il mes-saggio di allarme viene memorizzatoall’interno dell’integrato DAST U6.Per la registrazione viene utilizzata lacapsula microfonica preamplificataMIC2 collegata all’ingresso di BF delchip (pin 17). Premendo il pulsante P5ha inizio la fase di registrazione cheviene evidenziata dall’accensione delled LD4; è necessario mantenere pre-muto il pulsante durante tutta la regi-strazione. Per ottenere un segnale di

diagramma diflusso relativoalla subroutineper la gestione

allarmi


buon livello bisogna parlare ad unadistanza di 20÷30 centimetri dalmicrofono. Se si supera il tempo massi-mo, il led si spegne e la registrazione siinterrompe. Per riascoltare il messag-gio è necessario (dopo aver chiuso ildip S2 che collega l’altoparlante dimonitor) premere, anche per un breveistante, il pulsante P4. Se il messaggionon vi soddisfa, è possibile registrareun’altra frase ripetendo la proceduraappena descritta. La nuova frase elimi-nerà quella vecchia. Conclusa la regi-strazione, l’altoparlante monitor potràessere eliminato. Oltre che col pulsanteP4, la riproduzione del messaggio puòessere avviata mandando a massa ilcatodo di D9; tale funzione è controlla-ta dall’uscita PA5 (piedino 17). Ilsegnale di bassa frequenza disponibileall’uscita dell’ISD1420 (pin 14) vienemiscelato con quello proveniente dalpreamplificatore microfonico ed appli-cato all’ingresso invertente del secondooperazionale contenuto in U5 (U5a).Questo stadio provvede ad amplificarein maniera differente i due segnali inmodo da ottenere un segnale audio dilivello uniforme; l’uscita dell’operazio-nale è connessa all’ingresso di BF delcellulare tramite la rete RC compostada C13 e R13. Il segnale audio prove-niente dal microfono ambientale MIC1viene precedentemente amplificato dal-l’operazionale U5b. Complessivamentei due operazionali amplificano il segna-le audio di circa 80 dB garantendo unasensibilità microfonica a dir poco ecce-zionale. Lo stadio preamplificatoreviene attivato dall’uscita PA7 del micro(pin 19) che controlla il transistor T4il quale a sua volta alimenta il pream-plificatore microfonico. Il circuito delring detector (U3) non è altro che unriconoscitore di nota collegato all’usci-ta di bassa frequenza del cellulare.Quando arriva una chiamata, su questalinea è presente un segnale audio dicirca 1.000 Hz che viene riconosciutodall’LM567. L’uscita di questo circuitocontrolla il transistor T3 ed il led LD3il quale, quando arriva la chiamata, sispegne. Questa variazione del livellologico del transistor viene applicata almicro, precisamente alla porta PB7(piedino 9). La frequenza di lavoro deltone-decoder può essere regolatamediante il trimmer R14. Quando lascheda è attiva è probabile che questo

flow chartrelativo alla

subroutine diprogrammazione

del numerotelefonico


stadio possa attivarsi a causa dei segna-li presenti sull’uscita BF del cellulare(il led LD3 lampeggia casualmente);ciò tuttavia non influisce sul regolarefunzionamento del dispositivo in quan-to il segnale proveniente dal ring detec-tor non viene più monitorato sino allaconclusione del ciclo di allarme. Nelnostro caso il pin 7 del cellulare vieneutilizzato anche per accendere e spe-gnere il telefono col sistema che abbia-mo precedentemente esposto. Questostadio fa capo al transistor T2 il quale asua volta è controllato dalla linea PB5(pin 7 del micro). Il segnale di bassafrequenza presente all’uscita del cellu-lare viene inviato anche al decoder U7il quale ha il compito di riconoscere (ecomunicare al micro) la presenza dieventuali toni DTMF. Il trimmer R19consente di regolare l’ampiezza delsegnale che giunge all’ingresso di U7.Quest’ultimo, un comune 8870, è con-nesso al micro mediante cinque lineeche fanno capo alle porte PB0 (pin 1),PB1 (pin 2), PB2 (pin 4), PB3 (pin 5) ePC4 (pin 24). Per funzionare corretta-mente l’8870 necessita di pochissimialtri componenti tra i quali un quarzo(Q2) da 3,58 MHz. Gli ingressi di allar-me fanno capo al transistor T5 ed aidiodi D6 e D7. I due ingressi possonofunzionare con segnali normalmentealti o bassi. Ricordiamo che questiingressi vanno collegati all’uscita del-l’impianto antifurto della vettura. Lalinea di allarme fa capo alla porta PA3(pin 15) del micro mentre l’attivazionedi potenza impiega la porta PA6 (pin18) che controlla il transistor T6 ed ilrelè RL1. Le uscite di quest’ultimo,come abbiamo visto in precedenza,possono essere utilizzate per disattivarel’impianto elettrico della vettura maanche per controllare altri dispositivielettrici. Il led LD5 visualizza lo statodel relè. Lo stadio di alimentazione facapo agli stabilizzatori a tre pin U1 eU2; quest’ultimo, un 7808, fornisce altelefono gli 8 volt continui necessari alsuo funzionamento. Ricordiamo, aquesto proposito, che il cellulare colle-gato non deve essere dotato di batterieproprie. Il regolatore U1, un 7805,eroga una tensione di 5 volt necessariaal funzionamento di tutti gli integratidigitali utilizzati nel circuito. Al transi-stor T1 ed al led LD2 è affidato il com-pito di segnalare la presenza o meno

diagramma di flusso relativoalla gestione comandi

L’interfacciaimpiega un micro ST6265 con

memoria EEPROM nella quale viene memorizzatoil numero telefonico da chiamare in caso di allarme.

Elettronica In - aprile ‘96

del cellulare: quando il telefono è pre-sente il transistor si trova in conduzio-ne e LD2 risulta acceso, in caso contra-rio il led è spento. Questa informazioneviene letta dalla porta PC2 del micro(pin 25). Completano il circuito il quar-zo a 6 MHz collegato ai pin 20 e 21 delmicro ed alcuni pulsanti. P1 consentedi resettare il circuito qualora si vogliainterrompere la procedura nel caso difalsi allarmi. Molto importante è ancheil compito del dip S1. Tramite questocontrollo è possibile scegliere il mododi funzionamento. Se il dip è chiuso, iltelefono cellulare viene tenuto normal-mente spento e l’attivazione dello stes-so avviene esclusivamente a seguito diun allarme. Col dip aperto, invece, nonsolo il telefono risulta sempre acceso(dandoci la possibilità di “chiamare” lavettura in qualsiasi momento), marisulta attiva anche la procedura dimemorizzazione del numero.Quest’ultima funzione fa capo ai pul-santi P2 (avanzamento numero) e P3(memo). Per programmare il numero (oper sostituire quello memorizzato in

precedenza) è necessario che l’interfac-cia sia collegata al telefono e che que-sto sia acceso (dip S1 aperto). Per ini-ziare la procedura di memorizzazione èsufficiente mantenere premuto per unpaio di secondi il pulsante P3; a segui-to di questa azione sul display del

telefono compare il primo numero damemorizzare. Inizialmente viene pro-posto il numero zero, numero che puòessere modificato premendo il pulsanteP2: sul display appariranno in sequenzail numero 1, il 2 e via via tutti gli altrinumeri. Quando compare il numero che


schemaelettrico


interessa, dovremo premere per unistante il pulsante di memo; per farcicomprendere che il numero è statomemorizzato, lo stesso viene fatto lam-peggiare un paio di volte prima che civenga proposto nuovamente lo zero.Memorizzata così la prima cifra delnumero telefonico, procederemo con lostesso sistema per le altre cifre.Completata la memorizzazione di tutti inumeri, dovremo chiudere per un istan-te il dip S1; a seguito di tale azione, suldisplay comparirà per alcuni secondi eper intero il numero memorizzato. Aquesto punto il nostro dispositivo è pie-namente operativo. Per meglio com-prendere le varie funzioni svolte dalmicrocontrollore U4 consigliamo didare un’occhiata ai diagrammi di flussorelativi al main program ed alle routineprincipali. Il main program evidenzia lafunzione svolta dal dip S1 e dal pulsan-te di memo mentre la routine di pro-grammazione chiarisce come avvienela memorizzazione dei numeri all’in-terno del micro. Infine, la routine digestione dei comandi, illustra quali tonibisogna inviare per ottenere le variefunzioni. Non resta ora che occuparcidel montaggio.

IN PRATICA

Come si vede nelle illustrazioni, per ilmontaggio dell’interfaccia abbiamoutilizzato una basetta stampata apposi-tamente realizzata sulla quale sonomontati tutti i componenti. Per i colle-gamenti tra la basetta ed il cellularebisogna utilizzare un apposito cavo adotto terminali con spina tipo Motorolaad un capo e plug telefonico ad 8 pindall’altro. Il circuito è disponibile inscatola di montaggio: non esiste quindialcun problema di reperibilità dei com-ponenti. Il microcontrollore già pro-grammato è anche disponibile separa-tamente. Ma torniamo al cablaggio. E’consigliabile montare per primi i com-ponenti passivi e quelli a più basso pro-filo per proseguire poi con i semicon-duttori, i componenti polarizzati e quel-li più ingombranti. Per il montaggiodegli integrati abbiamo previsto l’im-piego degli appositi zoccoli. Per i colle-gamenti esterni, a parte la presa telefo-nica, abbiamo utilizzato una morsettie-ra alla quale fanno capo tutti i termina-li. Oltre che al cellulare, la basetta va


COMPONENTI

R1: 10 KohmR2: 10 KohmR3: 10 KohmR4: 47 KohmR5: 470 KohmR6: 560 OhmR7: 100 KohmR8: 56 KohmR9: 10 KohmR10: 22 KohmR11: 22 KohmR12: 560 Ohm

R13: 1 KohmR14: 10 Kohm trimmerR15: 4,7 KohmR16: 1,5 KohmR17: 560 OhmR18: 4,7 KohmR19: 47 Kohm trimmerR20: 470 KohmR21: 4,7 KohmR22: 47 KohmR23: 10 KohmR24: 33 KohmR25: 22 KohmR26: 22 Kohm

R27: 470 KohmR28: 560 OhmR29: 2,2 KohmR30: 10 KohmR31: 2,2 KohmR32: 22 KohmR33: 47 OhmR34: 330 KohmR35: 100 KohmR36: 100 KohmR37: 22 KohmR38: 33 KohmR39: 22 KohmR40: 1 Kohm

cablaggio ed elenco componenti

R41: 22 KohmR42: 22 KohmR43: 1 KohmR44: 100 KohmR45: 10 KohmR46: 100 KohmR47: 2,2 KohmR48: 470 KohmR49: 4,7 OhmR50: 4,7 KohmC1: 1.000 µF 25 VLC2: 100 nF multistratoC3: 1.000 µ 16 VLC4: 100 nF multistratoC5: 100 µF 16 VLC6: 1 µF 16 VLC7: 22 pF ceramicoC8: 22 pF ceramicoC9: 220 nF poliestere p.10C10: 100 nF multistratoC11: 100 µF 16 VLC12: 100 nF multristratoC13: 220 nF poliestere p. 10C14: 10 µF 16 VLC15: 1 µF 16 VLC16: 100 nF multistratoC17: 22 µF 16 VLC18: 220 pF ceramicoC19: 22 µF 16 VLC20: 100 nF multistratoC21: 22 µF 16 VLC22: 100 nF multistratoC23: 10 µF 16 VLC24: 100 nF multistratoC25: 100 nF multistratoC26: 100 µF 16 VLC27: 100 nF multistratoC28: 100 nF multistratoC29: 100 µF 16 VLC30: 100 µF 16 VLC31: 100 nF multistratoC32: 100 nF multistratoC33: 100 nF multistratoC34: 100 nF multistratoC35: 4,7 µF 16 VLC36: 100 nF multistratoD1: 1N5404D2: 1N4148D3: 1N4148D4: 1N4148D5: 1N4002D6: 1N4002D7: 1N4002

collegata ai 12 volt continui disponibilisull’automobile, all’uscita dell’impian-to antifurto (scegliendo opportunamen-te l’ingresso normalmente alto o nor-

malmente basso) ed all’impianto diaccensione. Per bloccare il motore dellavettura è necessario collegare i due con-tatti normalmente chiusi del relè in

serie al positivo di alimentazione dellabobina (avvolgimento primario). Cosìfacendo, all’attivazione del relè, il cir-cuito viene aperto e la bobina non può


l’interfaccia a montaggio ultimato

D8: 1N4002D9: 1N4002LD1: Led verde 5 mmLD2: Led verde 5 mmLD3: Led giallo 5 mmLD4: Led rosso 5 mmLD5: Led rosso 5 mmT1: BC547BT2: BC547BT3: BC547BT4: BC547BT5: BC547BT6: BC547BT7: BC547B

U1: 7805U2: 7808U3: LM567U4: ST62T65U5: LM358U6: ISD1420U7: 8870Q1: Qurzo 6 MHzQ2: Quarzo 3,58 MHzP1: Pulsante N.A.P2: Pulsante N.A. da csP3: Pulsante N.A. da csP4: Pulsante N.A. da csP5: Pulsante N.A. da cs

S1: dip 1 poloS2: dip 1 poloMIC1, MC2 : Capsula

microfonica preamplificata2 fili

AP: Altoparlante 8 OhmRL1: Relè 12V 1 ScambioFUS1: 1Ampere 5x20Varie:- zoccolo 4+4 (2 pz);- zoccolo 9+9;- zoccolo 14+14 (2 pz);- portafusibile da cs;- dissipatore per TO-220

(2 pz);- vite 3MAx12 con dado(2 pz);

- presa telefonica da cs 8 pin;- morsettiera 2 poli comp.(7 pz);

- circusto stampatocod. G016;

- cavetto collegamentopiastra/cellulare Motorolacon relative prese.

più generare l’alta tensione necessariaad alimentare lo spinterogeno e le can-dele. Il pulsante di reset P1 deve esserenascosto con cura ma deve anche risul-

tare facilmente accessibile per consen-tire di bloccare il funzionamento del-l’antifurto nel caso di falsi allarmi. Ilmicrofono-spia (MIC1) va fissato die-

tro il cruscotto della vettura in modo dapoter captare più facilmente la voce delguidatore; ovviamente il collegamentotra microfono e basetta va effettuato


traccia rame in scala 1:1 con cavo schermato. Completati tutti icollegamenti non resta che program-mare il dispositivo e verificare il buonfunzionamento del sistema.

TARATURA EMESSA A PUNTO

Per la programmazione del numerotelefonico bisogna aprire il dip S1 edagire, come descritto in precedenza, suipulsanti P2 e P3; per effettuare taleoperazione è necessario che il telefonosia collegato all’interfaccia. Per la pro-grammazione del messaggio d’allarme,invece, bisogna agire sui pulsanti P4 eP5 parlando a circa 20÷30 centimetri didistanza dal microfono montato sullapiastra. Per ascoltare il messaggio ènecessario collegare al circuito l’alto-parlante. Quest’ultimo potrà esseresuccessivamente rimosso. I due trim-mer R14 e R19 vanno regolati inizial-mente a metà corsa. Giunti a questopunto dobbiamo simulare l’allarme perverifcare il comportamento del circui-to. Se tutto funziona a dovere, il telefo-no, dopo aver visualizzato il numero,deve andare in trasmissione e l’utentechiamato deve sentire il messaggio diallarme per due volte. Il corrisponden-te può agire sull’interfaccia inviandocon la tastiera i toni dal numero 0 alnumero 4. Il tono 1 attiva il relè, il 2 loriapre, il 3 attiva il microfono ambien-tale ed il 4 lo disattiva. Inviando il tono0 la comunicazione viene interrotta.Trascorsi 2 minuti senza che giungaalcun tono all’interfaccia, la stessainterrompe il collegamento. Se si desi-dera prolungare l’ascolto bisognainviare ogni due minuti, prima delloscadere del time-out, il tono 3. Qualorail circuito non riconosca i toni, si dovràagire sul trimmer R19 che controlla lasensibilità del decoder DTMF. L’ultimaregolazione riguarda il trimmer R14che controlla il tone-decoder utilizzato

Per il collegamento al cellularebisogna utilizzare un particolare

cavo ad otto poli munitodell’apposita spina impiegata neitelefoni Motorola. Sull’altro capo

va montato un comune plugtelefonico ad 8 poli.


PER LA SCATOLA DI MONTAGGIO

L’antifurto con telefono cellulare descritto in questepagine è disponibile in scatola di montaggio (cod.FT124K) al prezzo di 185.000 lire. Il kit comprende tuttii componenti, la basetta forata e serigrafata, il microprogrammato, il cavo di collegamento al cellulare e tuttele minuterie. La scatola di montaggio non comprende iltelefono cellulare. Il microcontrollore programmato èdisponibile anche separatamente (cod. MF66) al prezzodi 45.000 lire. Il materiale va richiesto a: FuturaElettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel.0331-576139, fax 0331-578200.

nel circuito del ring-detector.Componete il numero del cellulare col-legato all’interfaccia e mentre è in arri-vo la chiamata ruotate il trimmer R14sino ad ottenere lo spegnimento del ledLD3. Dopo che si è instaurato il colle-gamento (normalmente la rispostaavviene al primo squillo) attivate lafunzione desiderata inviando i tonirelativi. Il funzionamento è identico aquello visto in precedenza. Non restaora che installare il tutto in manieradefinitiva all’interno della vettura.Ovviamente sia la piastra che il telefo-no cellulare dovranno essere nascosticon cura. Ricordiamo infine che dallaposizione di S1 dipende il tipo di fun-zionamento del sistema antifurto. Coldip chiuso il telefono cellulare risultanormalmente spento e si attiva sola-mente in caso di allarme; non è possi-bile, in altre parole, “chiamare” la vet-tura a meno che non si sia verificato unallarme. In questo caso, anche se il dip

è chiuso, dopo il ciclo di allarme iltelefono rimane acceso e quindi è ingrado di ricevere eventuali chiamate.Col dip aperto, invece, il telefono èsempre acceso e quindi può ricevere in

qualsiasi momento una chiamata, anchese non si è verificato alcun allarme.Appuntamento dunque al prossimomunero della rivista con un nuovo pro-getto della serie Cellular Line.

S1: Stabilisce il modo di funzionamento del sistema anti-furto (ON = cellulare normalmente spento, OFF = cellularenormalmente acceso).S2: Se a ON consente di collegare l’altoparlente esternoper l’ascolto del messaggio di allarme registrato nel circui-to di sintesi vocale.P1: Reset generale (consente di bloccare il sistema nel casodi falsi allarmi).P2: Consente di fare scorrere i numeri visualizzati daldisplay durante la memorizzazione del numero telefonico.P3: Memorizza i numeri visualizzati sul display.P4: Avvia la riproduzione del messaggio di allarmememorizzato dal circuito di sintesi vocale.P5: Avvia la registrazione del messaggio di allarme delladurata massima di 20 secondi.R14: Regola la frequenza di lavoro del ring-detector.R19: Regola la sensibilità di BF del decoder DTMF.MIC1 : Microfono ambientale che può essere attivatodurante la comunicazione.MIC2 : Consente di registrare sul DAST il messaggio diallarme.LD1: Segnala (ON) la presenza della tensionedi alimentazione.LD2: Segnala (ON) se il cellulare è presente.LD3: Segnala (OFF) le chiamate in arrivo.

LD4: Segnala (ON) che il circuito di registrazione è attivo.LD5: Segnala (ON) l’attivazione del relè di potenza.

collegamenti e controlli


MIC

RO

CO

NT

RO

LLO

RI S

T62

6X Corso di programmazioneper microcontrollori ST626X

Per apprendere la logica di funzionamento e le tecniche di programmazione dei nuovi modelli di una delle più diffuse eversatili famiglie di microcontrollori presenti sul mercato:

la famiglia ST6 della SGS-Thomson. Ultima puntata.

di Carlo Vignati e Arsenio Spadoni

Nelle precedenti puntate del Corso abbiamo illu-strato le varie risorse disponibili all’interno dei

nuovi micro ST6, completando ogni puntata con unlistato software dimostrativo. Tutti i programmiproposti utilizzano la piastra dello Starter Kit siaper la programmazione del chip che per la verificadel corretto funzionamento del micro programma-to. Lo Starter Kit, rammentiamo, dispone di unjumper per la selezione del modo di funzionamen-to, se tale jumper viene posizionato in “Prog” siabilita la programma-zione del micro; se, alcontrario, viene postoin “User” si selezionail funzionamento“Stand-alone” e lascheda lavora in modoautonomo in funzionedel programma conte-nuto nel micro presen-te nello zoccolo text-tool. In questa ultimapuntata del Corso pre-sentiamo un approc-cio alla programma-zione mirata, ovverola realizzazione di unprodotto vero e pro-prio, con tanto dischema elettrico epratico. Questo pro-getto ci darà la possi-bilità di mettere inpratica tutti gli argo-menti studiati verifi-

cando sul campo le nozioni apprese. Realizzeremo,partendo da zero, o meglio dallo Starter Kit e dallecognizioni finora acquisite, una semplice chiave atastiera, ovvero un dispositivo dotato di una sezio-ne di ingresso a matrice di tasti e di una sezione diuscita a relè. Potremo utilizzare questo prodotto permille applicazioni, ad esempio, per azionare l’elet-troserratura della porta di casa o del cancello oppu-re per attivare/disattivare l’impianto antifurto dicasa o dell’auto. In ogni caso, dovremo installare la

tastiera nella zona nonprotetta, ad esempioall’ingresso dellanostra abitazione, e lascheda con il relè nellazona protetta, tipica-mente all’interno dellacasa: digitando unacorretta sequenza ditasti otterremo l’aper-tura della porta dicasa, al contrario,digitando una sequen-za errata provochere-mo l’inibizione dellatastiera per un deter-minato periodo ditempo. Il circuito pre-vede una chiave diaccesso a cinque cifree due diversi modi difunzionamento delrelè: monostabile ebistabile. Nel primocaso (monostabile) il

MIC

RO

CO

NT

RO

LLOR

I ST

626X


relè viene chiuso dal micro per circa 1 secondo ogniqualvolta si digita sulla tastiera la corretta combinazione;nel contempo un led verde viene acceso per retroazione.Nel secondo caso (bistabile) il micro, quando rileva ilcodice esatto, “togla” lo stato del relè, ovvero lo apre seera chiuso oppure lo chiude se era aperto e contempora-neamente accende uno dei due led: il rosso se il relèviene chiuso oppure il verde nel caso di apertura del relè. Compreso il funzionamento, passiamo alla realizzazionevera e propria. Osserviamo lo schema elettrico riportatonell’articolo. Come si può notare, a causa del ridottonumero di linee necessarie, abbiamo implementato ilmicro più piccolo della famiglia ST626X, ovvero

l’ST6260.

COSTRUIAMO UNA KEY PAD

Quest’ultimo dispone di 13 linee di ingresso/uscitaappartenenti a tre periferiche (porte di I/O) a cui asso-ciamo le lettere A, B e C. La Porta A è composta da quat-tro linee di I/O che risultano collegate, nella nostra appli-cazione, al relè (PA0), ad un dip-switch a due poli (PA2e PA3) e all’ingresso di “tamper” (PA1). Quest’ultimo èrappresentato fisicamente da un pulsante da collocareposteriormente alla tastiera a matrice onde poter rilevareun eventuale tentativo di manomissione della tastiera

schema elettrico

In figura le due unitàche compongono lachiave a tastiera: la

matrice di 12 tasti daun lato e la scheda di

elaborazione a microcontrollore

dall’altro. La tastierarisulta elettricamentecollegata alla schedamediante un normale

cavo flessibile.

MIC

RO

CO

NT

RO

LLO

RI S

T62

6X


stessa. Come retroazione dello stato del relè e dello statodi inibizione utilizziamo due diodi led, uno rosso e unoverde, che risultano connessi alle linee PB0 e PB1,rispettivamente pin 1 e 2, del micro. Anche la tastiera èdirettamente connessa al micro, per la precisione le trecolonne della tastiera sono collegate ai piedini 18, 19 e20 del micro (linee PC4, PC3 e PC2), mentre le quattrorighe della tastiera risultano connesse ai pin 4, 5, 6 e 7corrispondenti rispettivamente alle linee PB2, PB3, PB6e PB7. Il microcontrollore, siglato U2 nello schema,viene alimentato tra i pin 9 (Vdd) e 10 (Vss) con unatensione di 5 volt regolata dall’integrato U1, un comune7805. I condensatori C1, C2 e C3 stabilizzano ulterior-mente la tensione continua mentre il diodo D1 proteggela scheda da una eventuale inversione della polarità dialimentazione. Il pin 17 del micro, ingresso di interru-zione non mascherabile, va tenuto ancorato a +5 volt,mentre il pin di test, pin 3, va collegato a massa. Il grup-po formato dalla resistenza R3 e dal condensatore C7serve per generare l’impulso di Reset all’atto della primaaccensione e va collegato all’ingresso di Reset, pin 16,del micro. Il quarzo Q1, unitamente ai condensatori C8e C9, consente il funzionamento dell’oscillatore internoall’integrato U2. Il quarzo risulta connesso ai pin 14(OSCin) e 15 (OSCout) del micro, mentre i condensato-ri devono essere collegati tra questi piedini e la massa.Terminata l’analisi dello schema elettrico, procediamoalla realizzazione del software. Pianifichiamo innanzi-tutto la sequenza delle istruzioni con una rappresenta-zione a blocchi. La flow-chart della nostra key-pad èriportata qui di fianco.

IL PROGRAMMA

Il software, come al solito, inizializza le varie linee diI/O, assegna quindi ad ogni linea il corretto modo difunzionamento, in seguito controlla se i tasti 4, 5 e 6sono premuti e se così è esegue la programmazione dellamemoria EEPROM. In quest’ultimo caso il micro atten-de la pressione di 5 tasti consecutivi e li memorizza nellapropria EEPROM. A questo punto il micro entra nelloop principale in cui esegue ciclicamente tre diversi

test. Il main program verifica se sono stati inseriti nellatastiera più di tre codici errati, se il tamper è attivo e seun tasto risulta premuto. Se tutti i test danno esito nega-tivo il programma viene ripetuto in continuazione, incaso contrario il micro abbandona il programma princi-pale ed esegue il gruppo di istruzioni associate all’even-to in corso. Qualora vengano rilevati tre errori di digita-zione del codice o l’apertura del tamper, il softwareprovvede ad inibire la tastiera per circa 30 minuti e, nelcontempo, fa lampeggiare i due led. Se viene rilevata lapressione di un tasto, il micro esegue un successivo testtra il tasto premuto e quello memorizzato nellaEEPROM. Se i due coincidono, il programma incre-

famiglia ST626X, codici e contenitori

MIC

RO

CO

NT

RO

LLOR

I ST

626X


COMPONENTI

R1: 1 KohmR2: 1 KohmR3: 100 KohmR4: 22 KohmR5: 22 KohmC1: 100 µF 16 V elettr.C2: 100 µF 16 V elettr.C3: 100 nF multistrato

C4: 10 nF ceramicoC5: 10 nF ceramicoC6: 10 nF ceramicoC7: 1 µF 16 V elettr. rad.C8: 22 pF ceramicoC9: 22 pF ceramicoD1: 1N4004D2: 1N4148D3: 1N4004LD1: Led 5 mm verde

LD2: Led 5 mm rossoT1: BC547Q1: Quarzo 6 MHzU1: 7805U2: ST6260 (MF68)RL1: Relè 12V miniatura Varie:- pulsante tamper;- dip-switch 2 poli;- zoccolo 10+10 pin;

- morsetto 3 poli;- morsetto 2 poli;- tastiera a matrice

di 12 tasti;- flat-cable;- basetta cod. G018.(Il micro già programma-to costa 40.000 lire e puòessere richiesto a FuturaElettronica - Rescaldina)

menta il numero di cifre codificate, mentre se sonodiversi, il programma incrementa il numero di errori.Successivamente, il programma legge in RAM il nume-ro di tasti correttamente codificati e se tale numero èuguale a 5 passa alla gestione del relè, in caso contra-rio torna nel programma principale. Compreso lo sche-ma a blocchi, accendiamo il Computer e passiamo allastesura vera e propria del programma sorgente. Un esem-pio di listato è proposto (cod. MF68) nell’articolo; è evi-dente che il programma può essere modificato a piacerein funzione delle specifiche esigenze. Ad esempio, è pos-sibile aumentare o diminuire il numero di cifre che com-pongono il codice oppure stabilire un diverso modo difunzionamento del relè. Come al solito, utilizziamo lapseudoistruzione “.DEF” per definire sia i registri che lecelle RAM necessarie alla nostra applicazione. Poi, conla “.ORG” mappiamo la prima istruzione da far eseguireal micro nella prima cella di memoria programma, nelnostro caso la 80 hex. Utilizziamo la label “Reset” e l’i-struzione “JP Reset” nel vettore di Reset, per comunica-re al micro la prima istruzione da eseguire dopo l’accen-sione. Successivamente, disabilitiamo le interrupt, cari-chiamo il registro del watchdog e con l’istruzione“RETI” terminiamo l’interrupt di Reset. Inizializziamole linee di I/O utilizzando i tre registri, direzione, opzio-ne e dato, disponibili per ognuna delle tre Porte di I/O.La Porta B viene inizializzata come uscita open-drain,mentre la Porta C come uscita con resistore di pull-up.La Porta A viene scomposta in ingressi e uscite, per laprecisione PA0, a cui è collegato il relè, deve essere pro-

grammato come uscita di tipo push-pull a valore basso,mentre PA1, PA2 e PA3 vanno inizializzati comeingressi con resistore di pull-up. Leggiamo ora lo statodel dip-switch DS1 e salviamo la configurazione del dipnel bit 2 della cella STATO. Utilizzeremo questo bit diRAM come flag del tipo di funzionamento prescelto: abit settato associamo il funzionamento bistabile, mentrea bit resettato corrisponde il funzionamento monostabi-le. Digitiamo le istruzioni relative alla subroutine“MEMO” e alla “LEGEP”. Nella prima subroutine, ilmicro scrive nella memoria EEPROM i dati inseriti datastiera, nella seconda il micro legge la EEPROM e tra-sferisce i dati in celle RAM. Utilizziamo la subroutine“EEPRR” per leggere la EEPROM nella locazione “pun-tata” dal registro X e trasferiamo il risultato della lettura,contenuto nell’accumulatore, nelle celle da KEY1 aKEY5. Terminata la programmazione e la lettura dellaEEPROM accendiamo il led verde qualora sia abilitato ilfunzionamento bistabile; in quest’ultimo caso, infatti, iled rispecchiano lo stato del relè. Digitiamo ora le istru-zioni appartenenti al main program e facciamo quindieseguire al micro i tre test sopra citati. Se gli errori sonouguali a 15 (cioè tre tentativi di codifica errati) o se iltamper è attivo eseguiamo una “CALL” alla subroutine“ALARM”. All’interno di quest’ultima, accendiamo idue led, attendiamo 1 secondo, spegniamo i due led,attendiamo 1 secondo e ricicliamo. Utilizziamo la cellaCOMODO per ripetere questo loop per 225 volte e lacella COMODO1 per riciclare quattro volte. In questomodo otteniamo una inibizione della tastiera di circa

la key-pad in pratica

MIC

RO

CO

NT

RO

LLO

RI S

T62

6X


1800 secondi, ovvero di 30 minuti. Terminati i loop, se ilfunzionamento bistabile era abilitato, ripristiniamo i lednella condizione in cui si trovavano prima dell’allarme.

LA SCANSIONE DEI PULSANTI

Proseguiamo nella digitazione delle istruzioni con lasubroutine “SCAN”. Quest’ultima scandisce l’interatastiera portando a livello logico basso, una dopo l’altra,le quattro linee di uscita (PB2, PB7, PB6 e PB3) con-nesse alle righe della tastiera; nel contempo legge lostato delle linee di ingresso (PC3, PC2 e PC4) collegatealle colonne. Se una linea di ingresso risulta attiva, ovve-ro allo stato logico basso, significa che un tasto è statopremuto. In questo caso, il software deve riconoscere iltasto premuto e memorizzarne il codice nella cellaKEYP. Al termine della subroutine, dovremo testare conl’istruzione di comparazione immediata (CPI) il conte-nuto della cella KEYP. Se quest’ultimo è uguale a zerosignifica che nessun tasto è stato premuto e il program-ma deve riciclare nel main, in caso contrario occorre leg-gere il contenuto di KEYP. Per fare ciò invochiamo lasubroutine “TESTA”; qui confrontiamo i codici memo-rizzati nelle celle KEY1, KEY2, KEY3, KEY4 e KEY5con il contenuto di KEYP. Per sapere quante cifre sonostate codificate utilizziamo la cella KEYCOD: il primotest avverrà tra KEYP e KEY1 poiché KEYCOD saràuguale a zero, l’ultimo test sarà tra KEYP e KEY5 poi-ché KEYCOD sarà 4. Concludendo, incrementiamoKEYCOD ogni volta che un test viene superato, mentre

la azzeriamo, e nel contempo incrementiamo la cellaERRORI, se il test ha esito negativo. Terminata lasubroutine TESTA dovremo agire sul relè se il numerocontenuto in KEYCOD è uguale a cinque. Allo scopo,realizziamo la subroutine “ATTUA”. All’interno di que-st’ultima dovremo chiudere il relè per circa 1 secondonel funzionamento monostabile, oppure dovremo togla-re lo stato del relè se il funzionamento è di tipo bistabi-le. Abbiamo così terminato la stesura del programma,salviamo dunque il nostro file ed assembliamolo digitan-do “AST6 MF68.ASM”. L’assemblatore darà origine adun secondo file con estensione “.HEX” adatto ad esseretrasferito nel micro. Colleghiamo la piastra di program-mazione dello Starter Kit al PC, portiamo il ponticelloW1 in posizione “PROG”, alimentiamo la scheda, inse-riamo un ST62E60 nel text-tool e procediamo alla pro-grammazione del chip.

LA KEY PAD IN PRATICA

Preleviamo il micro programmato e mettiamolo indisparte poiché adesso dobbiamo realizzare l’hardwaredella nostra tastiera. Allo scopo, utilizziamo la tracciarame riportata nell’articolo e con il metodo della fotoin-cisione ricaviamo il circuito stampato. Saldiamo allabasetta i vari componenti rispettando la polarità deidiodi, del transistor, dei condensatori elettrolitici e delregolatore di tensione. Con due spezzoni di flat cable, oin mancanza con del normale filo conduttore, colleghia-mo la tastiera e i due led alle relative piazzole disponibi-

A sinistra, la piedinatura del microcontrollore ST6260 utilizzato nella Key Pad; a destra labasetta a montaggio ultimato. Per il nostro prototipo abbiamo utilizzato la versione finestrata

del micro ST6260, ovvero l’ST62E60. Qualora non vi sia la necessità di modificare o diaggiornare il software, è consigliabile realizzare la Key Pad con la versione OTP dei micro

ST6, ovvero con l’ST62T60, che ha un costo notevolmente inferiore a quello di tipo EPROM.A montaggio ultimato dovremo collegare alla scheda 12 pulsanti esterni disposti a matrice

riga/colonna. Allo scopo, possiamo utilizzare 12 pulsanti con contatto normalmente aperto ouna tastiera a matrice di tipo telefonico. Per il collegamento tra pulsanti e scheda utilizziamo

uno spezzone di flat cable avente una lunghezza massima di 2 metri.

MIC

RO

CO

NT

RO

LLOR

I ST

626X


;**********************************************************************;********** File: MF68.ASM Data: 10/02/1996 **********;********** *********;********** CHIAVE A TASTIERA **********;**********************************************************************;** (C) 1994 by FUTURA ELETTRONICA v.le Kennedy, 96 **;** 20027 RESCALDINA (MI) Tel. 0331-576.139 **;**********************************************************************

.VERS “ST6260”

.ROMSIZE 4 ;**** DEFINIZIONE REGISTRI A .DEF 0FFH ;AccumulatoreX .DEF 080H ;Registro X (index register)Y .DEF 081H ;Registro Y (index register)V .DEF 082H ;Registro VW .DEF 083H ;Registro WDDRPA .DEF 0C4H ;Registro direzione Port AORPA .DEF 0CCH ;Registro opzioni Port ADRPA .DEF 0C0H ;Registro dati Port ADDRPB .DEF 0C5H ;Registro direzione Port BORPB .DEF 0CDH ;Registro opzioni Port BDRPB .DEF 0C1H ;Registro dati Port BDDRPC .DEF 0C6H ;Registro direzione Port CORPC .DEF 0CEH ;Registro opzioni Port CDRPC .DEF 0C2H ;Registro dati Port COCR .DEF 0DCH ;Registro oscillatoreIOR .DEF 0C8H ;Registro controllo interrupt DWR .DEF 0C9H ;Registro finestra ROM DWDR .DEF 0D8H ;Registro watchdogLVI .DEF 0DDH ;Registro miscellaneoDRBR .DEF 0E8H ;Data bank registerEECR .DEF 0EAH ;EEprom control register ;*** DEFINIZIONE CELLE IN RAM CDRPA .DEF 084H ;Copia DRPACDRPB .DEF 085H ;Copia DRPBCDRPC .DEF 086H ;Copia DRPCSALVAA .DEF 087H KEYP .DEF 088H ;Tasto premutoKEYCOD .DEF 089H ;Conteggio tasti codificatiSTATO .DEF 08AH ;bit0 set = codifica completa

;bit1 set = relè chiuso;bit2 set = funz. bistabile

ERRORI .DEF 08BH ;Numero di errori COMODO .DEF 08CH ;Cella di comodo KEY1 .DEF 08DHKEY2 .DEF 08EHKEY3 .DEF 08FHKEY4 .DEF 090HKEY5 .DEF 091HCOMODO1 .DEF 092H;**** PROGRAMMA (Locazione da 0080H a 0F9FH)***********

.ORG 080HRESET: LDI IOR,#00H ;Disabilita interrupt

LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RETI ;End reset interruptLDI DDRPA,#00000001B ;Inizializza PortALDI ORPA, #00000001B LDI DRPA, #00000000B LDI CDRPA,#00000001B LDI DDRPB,#11001111B ;Inizializza PortBLDI ORPB,#00000000B LDI DRPB,#11001111B LDI DDRPC,#00000000B ;Inizializza PortCLDI ORPC,#00000000B LDI DRPC,#00000000B LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LDI IOR,#10H ;Abilita interruptLDI DRBR,#01H ;EEPROM pagina 0LDI EECR,#0 ;Inizializza EEPROMLDI KEYCOD,#0 ;Tasti codificatiLDI STATO,#0LDI KEYP,#0

LDI ERRORI,#0 LDI COMODO,#0LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 2,DRPA,INIZ1SET 2,STATO ;Funz. bistabile

INIZ1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL MEMO ;Program EEPROMCALL LEGEP ;Leggi EEPROM JRR 2,STATO,INIZ2 ;Bistabile ? NoRES 0,DRPB ;Accendi led verde

INIZ2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog ;**** MAIN PROGRAM ********************************************MAIN: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LD A,ERRORICPI A,#15 ;15 errori?JRNZ MAIN1 ;No continuaCALL ALARM ;Si allarme

MAIN1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 1,DRPA,MAIN2 ;Tamper ? NO CALL ALARM ;SI allarme

MAIN2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto?CPI A,#0JRNZ MAIN3 ;SI JP MAIN ;NO

MAIN3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL TESTA ;TestaloLD A,KEYCOD ;Codifica completaCPI A,#5 JRZ MAIN4 ;Si JP MAIN ;NO

MAIN4: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LDI KEYCOD,#0 ;Azzera cifre codificate LDI ERRORI,#0 ;Azzera cella erroriCALL ATTUA ;Agisci sul relèJP MAIN

;*********************************************************************MEMO: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

SET 2,DRPB ;Riga 2RES 7,DRPBSET 6,DRPBSET 3,DRPBJRR 3,DRPC,MEMOA ;Tasto 4 ?JP ENDMEM

MEMOA: JRR 2,DRPC,MEMOB ;Tasto 5 ? JP ENDMEM

MEMOB: JRR 4,DRPC,MEMOC ;Tasto 6 ? JP ENDMEM

MEMOC: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL LAMP ;Memorizzazione

MEMO1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto? CPI A,#0JRZ MEMO1 ;NO LD A,KEYP ;SILDI X,#1CALL EEPRW

MEMO2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto? CPI A,#0JRZ MEMO2 ;NO LD A,KEYP ;SI LDI X,#2CALL EEPRW

MEMO3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto? CPI A,#0JRZ MEMO3 ;NO

MIC

RO

CO

NT

RO

LLO

RI S

T62

6X


LD A,KEYP ;SI LDI X,#3CALL EEPRW

MEMO4: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto? CPI A,#0JRZ MEMO4 ;NOLD A,KEYP ;SI LDI X,#4CALL EEPRW

MEMO5: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog CALL SCAN ;Scan KeyLD A,KEYP ;Tasto premuto? CPI A,#0JRZ MEMO5 ;NO LD A,KEYP ;SI LDI X,#5CALL EEPRWCALL LAMP ;End memo

ENDMEM:LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RET

;**********************************************************************LEGEP: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI X,#1 ;Locazione 1CALL EEPRR LD KEY1,ALDI X,#2 ;Locazione 2CALL EEPRR LD KEY2,ALDI X,#3 ;Locazione 3CALL EEPRR LD KEY3,ALDI X,#4 ;Locazione 4CALL EEPRR LD KEY4,ALDI X,#5 ;Locazione 5CALL EEPRR LD KEY5,ARET

;**********************************************************************SCAN: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI KEYP,#0 ;Tasto premuto RES 2,DRPB ;Riga 1SET 7,DRPBSET 6,DRPBSET 5,DRPB

SCAN1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 3,DRPC,SCAN2 ;Tasto 1 ? LDI KEYP,#1

SCAN1A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 3,DRPC,SCAN1A ;RilascioCALL D50msJP ENDSC



SCAN3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 4,DRPC,SCAN3B ;Tasto 3 ? LDI KEYP,#3


SCAN3B: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog SET 2,DRPB ;Riga 2RES 7,DRPBSET 6,DRPB

SET 3,DRPBSCAN4: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

JRS 3,DRPC,SCAN5 ;Tasto 4 ? LDI KEYP,#4






SCAN6B: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog SET 2,DRPB ;Riga 3SET 7,DRPBRES 6,DRPBSET 3,DRPB







SCAN9B: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog SET 2,DRPB ;Riga 4SET 7,DRPBSET 6,DRPBRES 3,DRPB

SCA10: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 3,DRPC,SCA11 ;Tasto 10 (*) ? LDI KEYP,#10

SCA10A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 3,DRPC,SCA10A ;RilascioCALL D50msJP ENDSC

SCA11: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 2,DRPC,SCA12 ;Tasto 11 (0) ? LDI KEYP,#11

SCA11A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 2,DRPC,SCA11A ;RilascioCALL D50msJP ENDSC

SCA12: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRS 4,DRPC,ENDSC ;Tasto 12 (#) ? LDI KEYP,#12

SCA12A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 4,DRPC,SCA12A ;Rilascio

MIC

RO

CO

NT

RO

LLOR

I ST

626X


CALL D50msENDSC: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

RET;**********************************************************************TESTA: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LD A,KEYCOD ;Primo codice ?CPI A,#0JRZ TEST1A JP TEST2 ;NO

TEST1A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYPCP A,KEY1 JRNZ TEST1B INC KEYCOD ;EsattoJP ENDTES

TEST1B: LDI KEYCOD,#0 ;ErratoINC ERRORI JP ENDTES

TEST2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYCOD ;Secondo codice ?CPI A,#1JRZ TEST2A JP TEST3 ;No

TEST2A: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYPCP A,KEY2JRNZ TEST2B INC KEYCOD ;EsattoJP ENDTES


TEST3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYCOD ;Terzo codice ?CPI A,#2JRZ TEST3A JP TEST4 ;No



TEST4: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYCOD ;Quarto codice ?CPI A,#3JRZ TEST4A JP TEST5 ;No



TEST5: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LD A,KEYCOD ;Quinto codice ?CPI A,#4JRZ TEST5A JP ENDTES ;No


TEST5B: LDI KEYCOD,#0 ;Errato

INC ERRORI JP ENDTES

ENDTES: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RET

;**********************************************************************ATTUA: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

JRR 2,DRPA,ATTU1 JP ATTU3

ATTU1: JP ATTU2 ATTU3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

RES 0,DRPB ;Accendi led verdeSET 0,CDRPA ;Chiudi relèLD A,CDRPA LD DRPA,ALDI A,#10 ;Attendi 1 sec CALL RITVARSET 0,DRPB ;Spegni led verdeRES 0,CDRPA ;Apri relèLD A,CDRPA LD DRPA,AJP ENDATT

ATTU2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog JRR 1,STATO,ATTU4 ;Relè aperto? SET 1,DRPB ;Spegni led rossoRES 0,DRPB ;Accendi led verdeRES 1,STATO ;Segnala relè aperto RES 0,CDRPA ;Apri relèLD A,CDRPA LD DRPA,AJP ENDATT

ATTU4: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RES 1,DRPB ;Accendi led rossoSET 0,DRPB ;Spegni led verdeSET 1,STATO ;Segnala relè chiuso SET 0,CDRPA ;Chiudi relèLD A,CDRPA LD DRPA,A

ENDATT: RET;**********************************************************************EEPRR: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI DRBR,#01H ;EEPROM pagina 0EEPRR1: JRS 1,EECR,EEPRR1 ;Pronta?

LD A,(X) ;LeggiRET

;**********************************************************************EEPRW: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI DRBR,#01H ;EEPROM pagina 0EEPRW1:JRS 1,EECR,EEPRW1 ;Pronta?

LDI EECR,#00000001B ;Abilita scritturaLD (X),A ;Scrivi

EEPRW2:JRS 1,EECR,EEPRW2 ;Pronta? LDI EECR,#0 ;Disabilita scritturaRET

;**********************************************************************ALARM: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI COMODO1,#4LDI COMODO,#225 ;Prepara 225 loop

ALARM1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RES 1,DRPB ;Accendi led rossoRES 0,DRPB ;Accendi led verdeLDI A,#10 ;Attendi 1 secCALL RITVAR SET 1,DRPB ;Spegni led rossoSET 0,DRPB ;Spegni led verdeLDI A,#10 ;Attendi 1 secCALL RITVAR DEC COMODO ;Decrementa comodoLD A,COMODOCPI A,#0JRZ ALARM2 ;Loop terminato? SI JP ALARM1 ;No ricicla

ALARM2: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

MIC

RO

CO

NT

RO

LLO

RI S

T62

6X


LDI COMODO,#225 ;Ripristina loopDEC COMODO1LD A,COMODO1CPI A,#0JRZ ALARM3 ;Ricicla 4 volte JP ALARM1

ALARM3: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog LDI ERRORI,#0 ;Azzera cella erroriJRS 2,STATO,ALARM4 ;Bistabile ? JP ENDALA

ALARM4: JRR 1,STATO,ALARM5 ;Relè aperto? RES 1,DRPB ;Accendi led rossoJP ENDALA

ALARM5: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RES 0,DRPB ;Accendi led verde

ENDALA: RET;**********************************************************************LAMP: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

LDI COMODO,#3LAMP1: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog

RES 0,DRPB ;Accendi led verdeLDI A,#5CALL RITVAR SET 0,DRPB ;Spegni led verdeLDI A,#5CALL RITVAR DEC COMODO ;Decrementa LD A,COMODOCPI A,#0JRZ ENLAMP ;Loop terminatoJP LAMP1

ENLAMP: LDI DWDR,#0FFH ;Watchdog RET

;**** Routine di ritardo: RITVAR, D50ms, D100ms.INPUT “DELAY.ASM”

;**** DEFINIZIONE VETTORI DI SERVIZIO INTERRUPT *****.ORG 0FFEH ;Vettore di ResetJP RESET ;Vai a iniziare .END

;**********************************************************************

PER IL PROGRAMMATORE

Il programmatore della famiglia ST626X (ST6260 e ST6265) cod. ST626X Starter Kitviene fornito completo di manuali, di software (assembler, linker, simulatore, esempi), dibasetta di programmazione, di alimentatore da rete, di quattro chip finestrati (n. 2ST62E60 e n. 2 ST62E65) al costo di lire 580.000 IVA compresa. E’ anche disponibile ilprogrammatore per i micro ST6210, ST6215, ST6220 e ST6225 (cod. ST622X StarterKit) al prezzo di 420.000 lire. Anch’esso viene fornito completo di manuali, di software(assembler, linker, simulatore, esempi), di basetta di programmazione, di alimentatoreda rete e di quattro chip finestrati (n. 2 ST62E20 e n. 2 ST62E25). Gli Starter Kit vannorichiesti a: FUTURA ELETTRONICA, v.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), tel.0331-576139, fax 0331-578200.

li sullo stampato. Possiamo utilizzare qualsiasi modellodi tastiera a matrice con 12 tasti in funzione delle possi-bili applicazioni. Nel nostro abbiamo utilizzato una ver-sione standard per uso telefonico. Supponendo di osser-vare anteriormente questa tastiera, la pin out del connet-tore (partendo da sinistra verso destra) è la seguente: noncollegato, colonna 2, riga 1, colonna 1, riga 4, colonna 3,riga 3, riga 2, non collegato. Terminato il montaggio della scheda, inseriamo il microprogrammato nello zoccolo rispettandone la polarità.Portiamo il dip 1 di DS1 a OFF se intendiamo abilitareil funzionamento monostabile, oppure a ON per selezio-nare il funzionamento bistabile. Mettiamo in corto l’in-gresso Tamper collegando la pista che fa capo al pin 11del micro a massa. Alimentiamo il circuito con una ten-sione stabilizzata di circa 12 volt e nel contempo mante-niamo premuti i tasti 4, 5 e 6: se tutto funziona corretta-mente, il led verde deve lampeggiare tre volte per indi-care lo stato di programmazione. Immettiamo il codicedella chiave premendo i pulsanti relativi, dopo la quintacifra il led verde deve nuovamente lampeggiare per trevolte indicando così la fine dello stato di memorizzazio-ne. Il codice inserito viene memorizzato nella memoriaEEPROM e trattenuto anche togliendo alimentazione.

Per modificare tale codice è necessario ripetere dall’ini-zio la procedura di programmazione. A questo punto,digitiamo il codice e verifichiamo, nel funzionamentomonostabile, che il relè si chiuda per un secondo e cheil led verde si accenda. Se il circuito è predisposto perfunzionare nel modo bistabile, il relè deve cambiare statoed i due led devono indicare lo stato del relè: led rossoacceso con relè attivo, oppure led verde acceso con relèa riposo. Si conclude così questo Corso di programmazione dedi-cato alla famiglia ST6. Speriamo di essere stati di aiutoa quanti - studenti, professionisti o semplici hobbysti -hanno affrontato per la prima volta la programmazionein assembler di un microcontrollore. Sul prossimo nume-ro della rivista, inizieremo un Corso finalizzato allaconoscenza ed alla programmazione di una nuova fami-glia di dispositivi: i micro Z8 della Zilog. In questo casoutilizzeremo per lo studio e la programmazione delmicro un vero e proprio emulatore hardware in quantoquesto dispositivo presenta, al contrario di altri emulato-ri, un costo incredibilmente basso. Diamo dunqueappuntamento agli appassionati di elettronica digitale alprossimo numero della rivista.


LABORATORIO

ALIMENTATOREPER

PUNTATORI LASER

Dopo la pubblicazione della barriera laser, proget-to presentato sul fascicolo di febbraio di

quest’anno, abbiamo ricevuto numeroserichieste riguardanti gli alimentatori darete per puntatori e diodi laser allostato solido. La barriera, doven-do funzionare 24 ore su 24,non solo veniva ali-mentata dalla rete,ma disponevaanche diu n a

bat-teriat a m -p o n ec h eentravain fun-zione nelcaso diblack-out. Aprima vista alimen-tare un diodo o un pun-tatore laser con la tensione direte può apparire molto semplice;in realtà è necessario prendere leopportune precauzioni in quanto questi par-ticolari semiconduttori sono piuttosto delicati.Ne sanno qualcosa quei lettori che hanno collegato il

puntatore ad un normale alimentatore da laboratorio eche, inspiegabilmente, dopo qualche prova, si sono

ritrovati col laser bruciato. Per tutti questi motiviabbiamo deciso di presentare un progetto“ad hoc”, un circuito in grado di alimentaretutti i puntatori (a 670 o 635 nm) funzio-nanti con una tensione continua di 3 volt.Il circuito è simile a quello della barrieralaser ma, al contrario di questo, non uti-lizza la batteria tampone né lo stadio di

ricezione. Prima di occuparci delloschema, ricordiamo brevemente

quali sono le caratteristicheelettriche dei puntatori laser

allo stato solido disponibiliin commercio. La mag-

gior parte di questidispositivi necessita

di una tensione dialimentazione di

3 volt continuianche se esi-

s t o n oa l c u n i

m o d e l l iche funzionano a

5 volt; l’assorbimento,compreso generalmente tra 45 e

Alimentatore dalla rete luce appositamente studiato per fornire la tensionecontinua necessaria al funzionamento dei puntatori laser.

di Paolo Gaspari


COMPONENTI

R1: 1 KohmR2: 22 Ohm 1 WR3: 2,2 KohmR4: 680 OhmR5: 470 Ohm

R6: 2,2 KohmC1: 470 µF 16 V elettr.C2: 10 nF ceramicoC3: 10 nF ceramicoC4: 470 µF 16 V elettr.C5: 470 µF 16 V elettr.PT1: Ponte di diodi 1 A

FUS1: Fusibile 200 mATF1: Trasformatore

220 V / 6 V 1 VALD1: Led rossoDZ1: Zener 10 VDZ2: Zener 8,2 VU1: LM317

LASER: PuntatoreLaser 3 VVarie:- portafusibile da

stampato;- morsetto 3 poli;- basetta cod. F051.

schema elettrico ed elenco componenti

70 mA, è influenzato dalla temperaturadi lavoro. A tale proposito ricordiamoche, per un uso continuativo, anche ipuntatori debbono essere dotati di undissipatore di calore; in caso contrarioc’è il pericolo che la temperatura possasuperare i 50 gradi, soglia oltre la qualeil diodo laser non funziona più corretta-mente. I puntatori con tensione nomina-le di 3 volt possono funzionare con

valori compresi tra 2,7 e 3,2 volt circa.

SCHEMA ELETTRICO

Il circuito da noi messo a punto non sidiscosta molto da un normale alimenta-tore da rete; lo schema utilizza infattiun trasformatore, un ponte con il con-densatore di filtro ed un regolatore ditensione a tre pin. Tutto come al solito,

dunque? Non proprio. Alcuni compo-nenti opportunamente piazzati qua e làevitano che al laser giungano indeside-rati picchi di tensione, specie durante lafase di accensione e spegnimento e chela tensione continua giunga in maniera“soft” ai capi del puntatore. Vediamodunque lo schema. La tensione alterna-ta di rete viene abbassata a circa 6volt dal trasformatore di alimentazione,

A montaggio ultimatol’alimentatore è stato alloggiato

all’interno di un contenitoreplastico Teko.


l’alimentatore in pratica

Piano di cablaggio generale (sopra) e traccia ramein scala 1:1 (sotto).

Anche il puntatore laser trova posto sul circuito stampatodell’alimentatore.

un elemento da circa 1VA; la tensionealternata presente sul secondario vieneraddrizzata dal ponte di diodi PT1 eresa perfettamente continua dai con-densatori di filtro C1 e C2 ai capi deiquali possiamo misurare una tensionecontinua di circa 8 volt. Il led LD1, conla relativa resistenza zavorra R1, si illu-mina quando il circuito è in funzione.Lo zener DZ1 ha il compito di elimina-re eventuali picchi di tensione di valoresuperiore ai 10 volt. La tensione conti-nua viene quindi applicata all’ingressodel regolatore U1 tramite la resistenzaR2 ai capi della quale cade una tensio-ne di circa 2 volt. A valle di R2 trovia-mo un altro circuito di filtro che fa capoa C3,C4 e R3. Un secondo zener, que-sta volta da 8,2 volt, provvede a“tagliare” eventuali picchi di tensione.Questi condensatori (alcuni di elevatacapacità), essendo all’atto della primaaccensione completamente scarichi,

“ammorbidiscono” i fronti di salitaintroducendo una sorta di “soft start”.In pratica, all’accensione, la tensione aicapi del puntatore aumenta gradual-mente. Il regolatore U1, un LM317, hail compito di stabilizzare la tensione diuscita abbassandola sino al valore di 3volt. Al contrario dei normali regolato-ri a tre pin che erogano in uscita unatensione fissa, la tensione fornitadall’LM317 può variare in funzione deivalori del partitore resistivo collegatoai suoi terminali. Per la precisione laformula che consente di stabilire ilvalore di uscita è la seguente: V= 1,25x (1 + Rm/Rr) dove Rm è la resistenzacollegata tra il pin ADJ e massa e Rr èla resistenza collegata tra lo stesso pine quello di uscita. Nel nostro caso ledue resistenze corrispondono rispetti-vamente a R4 e R5 per cui il valoredella tensione diventa il seguente: 1,25x (1+ 680/470) = 3,058 volt. La resi-stenza R6 ha il compito di scaricare


Miniallarme I.R. a tre funzioniSensore ad infrarossi passivi autoalimentato (con pila da 9 volt),che può essere utilizzato sia come antifurto che come campanellodi ingresso (indicatore di prossimità). Nella funzione antifurto, dopoun tempo di inibizione che consente di uscire dai locali, se qualcu-no entra nel raggio di azione del sensore provoca l’attivazione dellasirena per 30 secondi. Al contrario, nella funzione campanello, ildispositivo emette due brevi note quando la persona transita davan-ti al sensore. Il dispositivo è munito di braccio snodabile che ne faci-lita la messa in opera. Possibilità di attivare il generatore sonoro conun pulsante esterno. Portata del sensore di oltre 10 metri.

FR45 L. 38.000

Per ordini o informazioni scrivi o telefona a:FUTURA ELETTRONICA, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI), Tel. 0331-576139, Fax 0331-578200

Anti-intrusione Campanello automatico Annuncio visita Sicurezza Controllo aree

PER IL MATERIALETutti i componenti utilizzati in questo progetto sonofacilmente reperibili. I puntatori laser, disponibili nelleversioni a 670 e 635 nm, possono essere richiesti alladitta Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

tutti i condensatori presenti nel circuitoquando lo stesso non viene più alimen-tato. Infine, un ultimo condensatore

(C5) livella ulteriormente la tensionecontinua applicata ai morsetti di uscita.A questo punto non resta che occuparci

dell’aspetto pratico della realizzazione.Come si vede tutti i componenti sonostati montati su una basetta stampatasulla quale abbiamo fissato anche ilpuntatore laser. Questa soluzione non ètassativa nel senso che potremo preve-dere l’impiego di una presa di alimen-tazione per il puntatore qualora que-st’ultimo venga montato all’esterno. Ilcablaggio della scheda non richiedeche poche decine di minuti di lavoro. Amontaggio ultimato, prima di collegareil puntatore, verificate con un tester letensioni presenti nei punti più signifi-cativi del circuito con particolare atten-zione ai morsetti di uscita. A questopunto collegate il puntatore (attenzionealla polarità!) e verificate che la ten-sione resti praticamente costante. Acollaudo ultimato, il circuito va inseri-to all’interno di un adeguato contenito-re. Nel nostro caso, come si vede nellefoto, abbiamo utilizzato un contenitoreplastico della Teko, precisamente ilmodello Coffer 2. Essendo il puntatoremontato all’interno, su un lato del con-tenitore dovremo realizzare un foro dicirca 5 millimetri di diametro per con-sentire al fascio laser di giungere all’e-sterno.

CO

RS

O D

I ELE

TT

RO

NIC

A


CORSO DI

ELETTRONICA DI BASE

Questo Corso di Elettronica, che si articola in più puntate, è rivolto ai lettori alle prime armi, ovvero a coloro che - pur essendo attratti ed affascinati dal mondo

dell’elettronica - hanno una limitata conoscenza di questa materia. Pur senza trascurare l’esposizione diconcetti teorici di base, è nostra intenzione privilegiare l’aspetto pratico, convinti che solo un’ immediata

verifica “sul campo” possa fare comprendere al meglio le leggi fondamentali che stanno alla base dell’elettronica. Per questo motivo tutte le puntate si con-

cluderanno con delle esercitazioni che consentiranno di mettere in pratica le nozioni acquisite. Ci auguriamo che questo Corso possa essere utile sia a coloro che si

interessano a questa materia per hobby sia a quanti hanno un interesse professionale specifico (studenti di elettronica, tecnici, eccetera).

A tutti auguriamo una proficua lettura.

a cura della Redazione Ottava puntata

Questo mese ci occupiamo di un componenteelettronico molto diffuso ed utilizzato: l’ampli-

ficatore operazionale. Questo termine identificauna amplificatore ideale con elevata impedenza diingresso, bassa impedenza di uscita, banda passan-te molto ampia a guadagno illimitato. Gli opera-zionali, pur essendo impiegati prevalentementecome amplificatori, possono essere utilizzati anchecome comparatori di tensione, oscillatori, raddriz-

zatori, amplificatori differenziali, eccetera. Tutte leCase costruttrici di semiconduttori dispongono didecine e decine di differenti versioni anche se, nellastragrande maggioranza dei casi, almeno a livellohobbystico, i modelli che vengono utilizzati sonoquattro o cinque. All’interno di un circuito integra-to troviamo solitamente da uno a quattro operazio-nali; il 741, ad esempio, implementa un solo OP-AMP (è l’abbreviazione che usano gli anglosassoni

CO

RS

O D

I ELE

TT

RO

NIC

A


per indicare questo componente), ilTL082 ne contiene due mentreall’interno dell’LM324 ne contiamoquattro. In prima approssimazionepossiamo suddividere gli operazio-nali disponibili in commercio in fun-zione della tecnica costruttiva: con

ingresso a FET, a MOSFET o a tran-sistor. Per rappresentare grafica-mente un amplificatore operazionaleviene utilizzato un triangolo con dueterminali di ingresso ed una linea diuscita (fig.1). L’ingresso contraddi-stinto dal simbolo + viene denomi-

nato “ingresso non invertente” inquanto il segnale ad esso applicatonon subisce alcuno sfasamentodurante l’amplificazione; l’ingressocontraddistinto col - viene invecedefinito “ingresso invertente” inquanto il segnale ad esso applicatosubisce uno sfasamento di 180°durante l’amplificazione. Gli ingres-si + e - non vanno assolutamenteconfusi con i piedini di alimentazio-ne anch’essi, ovviamente, contrad-distinti da un simbolo positivo e daun simbolo negativo. A proposito dialimentazione, tutti gli amplificatorioperazionali sono predisposti perfunzionare con una tensione di ali-mentazione duale; è comunque pos-sibile, salvo in alcuni casi particola-ri, utilizzare per l’alimentazione unasorgente singola. Il guadagno intensione di un amplificatore opera-zionale può essere facilmente con-trollato mediante due resistenze. Nelcaso di amplificatore invertente(fig.2), il guadagno è dato dal rap-porto tra la resistenza Rb e la resi-stenza Ra secondo la seguente for-mula: G = Rb/Ra. Si noti come inquesto caso il segnale amplificatosia sfasato di 180ø rispetto al segna-le di ingresso. Per quanto riguardal’impedenza di ingresso, questa pre-senta lo stesso valore di Ra. Anchenel caso dell’amplificatore noninvertente (fig.3) il guadagno in ten-sione dipende dalle due resistenze:G = Rb/Ra+1; in questo caso ilsegnale amplificato risulta in fasecon quello di ingresso. Per quanto

riguarda l’impedenza di ingresso,questa è pari al valore della resi-stenza presente tra l’ingresso non-invertente e massa. Il fatto che unamplificatore operazionale presentiun guadagno teoricamente infinitonon deve indurre il progettista a

fig. 1

fig. 2

fig. 3

fig. 4

CO

RS

O D

I ELE

TT

RO

NIC

A


“calcare la mano”. Esistono infattidue buoni motivi per non esagerarecon l’amplificazione: il primo èlegato alla possibilità che, oltre uncerto valore di amplificazione, ildispositivo diventi instabile entran-do magari in autoscillazione; ilsecondo riguarda lo stretto legameche esiste tra il livello di amplifica-zione e la banda passante. Tra lecaratteristiche degli operazionalitroviamo infatti anche un valore difrequenza che non rappresenta labanda passante del dispositivo mabensì il prodotto tra banda passantee guadagno. Questo parametroviene chiamato Gain-BandwidthProduct (GBW) e solitamente, pergli integrati di uso più comune, pre-senta un valore di alcuni MHz. Nelcaso del 741 prodotto dallaNational (il valore può cambiare aseconda della casa) il GBW risultadi 1,5 MHz. Ciò significa che ilnostro operazionale presenterà unabanda passante di 150 KHz se ilguadagno è di 10 volte e di appena7,5 KHz nel caso il guadagno sia di200 volte. Una bella differenza! Matorniamo agli aspetti relativi all’ali-mentazione che, nel caso degliamplificatori operazionali, rivesto-no una notevole importanza.Vediamo il perché osservando i cir-cuiti riportati in figura 4 e 5. Si trat-ta di due amplificatori non inverten-ti con alimentazione duale (nelprimo caso) e singola nel secondo.Il segnale applicato all’ingresso delcircuito con alimentazione duale

viene amplificato normalmentesenza alcuna inversione di fase; nelcaso dell’alimentazione singola, ilsegnale non subisce alcuna inversio-ne di fase ma tutte le semionde nega-tive vengono brutalmente tagliate. Ilproblema riguarda anche gli ampli-

ficatori invertenti, certamente piùdiffusi di quelli appena analizzati.Come si vede in figura 6, se l’ampli-ficatore viene alimentato con unatensione duale, il segnale amplifica-to viene sfasato ma non subiscealcun tipo di distorsione; al contra-

rio, nel caso di alimentazione singo-la le semionde positive vengono bru-talmente tagliate. Nei circuiti elet-tronici non sempre è disponibile unatensione duale per alimentare nelmodo più consono gli operazionali.Per questo motivo si fa ricorso a

fig. 5

fig. 6

fig. 7

CO

RS

O D

I ELE

TT

RO

NIC

A


degli accorgimenti circuitali checonsentono, pur alimentando conuna tensione singola il dispositivo,di amplificare fedelmente il segnaledi ingresso. In figura 8 riportiamo loschema di un amplificatore inverten-te in CA di questo tipo. Il partitoreunitario formato dalle resistenze R1e R2 fornisce all’ingresso non inver-tente una tensione pari a circa 1/2Val in modo che anche l’uscita pre-senti a vuoto una tensione simile. Inquesto modo l’uscita può variare,seguendo il segnale, tra 0 Volt e +Val. Il condensatore C2 evita chel’ingresso non invertente possa cap-tare segnali parassiti mentre il con-densatore C3 limita la banda pas-sante del circuito ove sia necessario.Ovviamente il guadagno in tensionedi questo circuito è sempre dato dalrapporto tra le resistenze Rb e Ra.Leggermente più complesso è loschema dell’amplificatore noninvertente in CA alimentato con unasingola tensione di alimentazione(fig.9). Anche in questo caso le resi-stenze R1 e R2 forniscono all’opera-zionale una idonea polarizzazione(pari a 1/2 Val) mentre il condensa-tore C2 attenua le frequenze piùalte. Al contrario, il condensatoreC1 agisce sulle frequenze più basse.Diamo infine un’occhiata allo sche-ma di figura 10. Questo circuitoconsente di realizzare un adattatored’impedenza con elevato valore diingresso e bassa impedenza di usci-ta. Il circuito presenta un guadagnounitario, non introduce alcuno sfa-samento e presenta una impedenzadi ingresso pari al valore di R1 chesolitamente risulta compreso tra 1 e10 Mohm. Sul prossimo numeroapprofondiremo lo studio di questidispositivi e presenteremo altreapplicazioni. Vediamo ora il proget-to pratico.

IL PROGETTO DEL MESE

Il dispositivo proposto non potevache riguardare una tipica applica-zione degli operazionali: il mixer.Questo circuito, che utilizza un dop-pio amplificatore operazionale,dispone di tre ingressi stereo e vienealimentato con una tensione duale. Idue OP-AMP vengono utilizzati in

fig. 8

fig. 9

fig. 10

il mixer a montaggio ultimato

CO

RS

O D

I ELE

TT

RO

NIC

A


configurazione invertente. Il guada-gno è unitario ma, come abbiamovisto in questa puntata del Corso, èpossibile, agendo sui valori delleresistenze, modificare facilmente

questo parametro. Se necessario èanche possibile assegnare ai variingressi guadagni differenti. Come sivede nelle illustrazioni, per il mon-taggio abbiamo previsto l’impiego di

un circuito stampato di dimensionimolto contenute. Per i collegamentiabbiamo fatto uso di morsettierepasso 5 mm. L’alimentazione puòessere compresa tra 12 e 24 volt.

R6: 22 KohmR7: 22 KohmR8: 22 KohmR9: 22 KohmR10: 22 Kohm(Resistenze da 1/4 W) C1: 10 µF 16VLC2: 10 µF 16VLC3: 10 µF 16VL C4: 10 µF 16VLC5: 10 µF 16VLC6: 10 µF 16VLC7: 47 pFC8: 47 pFC9: 10 µF 16VLC10: 10 µF 16VLC11: 10 µF 16VLC12: 470 µF 16VL

COMPONENTIR1: 22 KohmR2: 22 Kohm

R3: 22 KohmR4: 22 KohmR5: 22 Kohm

U1: LM358Varie:stampato G019;

mors. 2 poli (7 pz.);mors. 3 poli (1 pz.); zoccolo 4+4.

schema elettrico


GADGET

MINI ROULETTEDIGITALE

di Andrea Lettieri

Dopo tanti circuiti ad elevato contenuto tecnologico,concediamoci un momento di pausa, un ritorno

alle origini, con questo semplice progetto di generatorecasuale a 10 uscite con visualizzatore a led. A cosa puòservire un circuito del genere? Dipende. Sicuramente agenerare un numero casuale da 1 a 10 ma anche, volen-do, da 1 a 6 oppure da 1 a 3: esistono numerosi giochiche necessitano di una funzione del genere, funzioneche di solito viene affidata ad uno o più dadi oppure adun mazzo di carte. Perché, dunque, in sintonia con il

nostro hobby, non condire con un pizzico di elettronicaanche questi giochi? Progetti di questo genere servonoanche ai lettori più giovani o alle prime armi per “farsile ossa”, per provare la soddisfazione di veder funzio-nare un circuito realizzato con le proprie mani. Per que-sto motivo, accanto ai progetti “pesanti”, sulle paginedi Elettronica In non mancheranno mai circuiti piùmodesti, del tipo di quello di cui ci stiamo occupando.Bando alle ciance e diamo subito un’occhiata allo sche-ma elettrico. Le porte contenute nel 4011 (U4) vengo-

Un generatore casuale di eventi a dieci combinazioni da utilizzarein abbinamento a numerosi giochi di società. Un’applicazione un po’ diversa

per alcuni tra i più noti integrati digitali.


no utilizzate per realizzare un generato-re di impulsi; in pratica premendo ilpulsante P1 si provoca la commutazio-ne del monostabile formato dalle porteU4a e U4b; l’uscita di questo stadio(pin 10 di U4b) cambia stato passandoda livello logico 1 a livello 0. Questostato non è stabile, nel senso che, tra-scorso circa 1 secondo (il periododipende dai valori di C2 e R2), l’uscitadi U4b torna alta. Questo impulso vieneinvertito dalla porta U4c ed applicato,tramite il diodo e la resistenza R3, alcircuito oscillatore che fa capo ad U2,

un comune 555 utilizzato in questocaso come oscillatore. L’impulso diuscita, in realtà, più che controllare il555, carica il condensatore elettroliticoC4 dal cui potenziale dipende (in parte)la frequenza di oscillazione del 555.Quando la tensione è alta, la frequenzapresenta il massimo valore; se la tensio-ne cala, diminuisce anche la frequenza.Al di sotto di un certo valore, l’oscilla-tore si blocca. Nel nostro caso il con-densatore (caricato inizialmente dal-l’impulso generato dal 4011) si scaricalentamente sulla resistenza R4 control-

lando il 555 la cui frequenza di oscilla-zione passa da una decina di Hertz aqualche Hertz prima di bloccarsi. Ilsegnale generato (disponibile sul pin 3di U2) viene inviato all’ingresso delcontatore per 10 che fa capo all’integra-to U3. Le dieci uscite di questo integra-to sono collegate ad altrettanti led chene visualizzano lo stato. L’uscita attivapresenta un livello alto che determinal’accensione del relativo led. Nel nostrocaso l’integrato 4017 si comporta comecontatore per 10: è tuttavia possibilelimitare il conteggio a cifre più basse.

schema elettrico

Disposizione dei terminali dei tre integratiutilizzati in questo circuito. Qui sopra il contatore4017, a sinistra in alto il 4011 ed in basso il 555

utilizzato come oscillatore.


COMPONENTI

R1: 22 KohmR2: 100 Kohm

R3: 6,8 KohmR4: 820 KohmR5: 1 MohmR6: 1 Mohm

R7: 10 OhmR8: 270 OhmC1: 220 µF 16 VL elettrolitico C2: 4,7 µF 16 VL elettroliticoC3: 100 nF multistratoC4: 47 µF 16 VL elettroliticoC5: 150 nF poliestereC6: 220 µF 16 VL elettroliticoD1: Diodo 1N4002D2: Diodo 1N4148D3: Diodo 1N4148LD1: Led rosso 5 mmLD2: Led rosso 5 mmLD3: Led rosso 5 mmLD4: Led rosso 5 mmLD5: Led rosso 5 mmLD6: Led rosso 5 mmLD7: Led rosso 5 mmLD8: Led rosso 5 mmLD9: Led rosso 5 mmLD10: Led rosso 5 mmU1: Regolatore 7809U2: Integrato 555U3: Integrato 4017U4: Integrato 4011P1: Pulsante N.A.Varie:- Zoccolo 4+4;- Zoccolo 7+7;- Zoccolo 8+8;- Stampato cod. F010;- Morsettiera 2 poli (12 pezzi).

elenco componenti e piano di cablaggio


ssssppppeeeecccc iiiiaaaa lllleeeerrrraaaaddddiiiiooooccccoooommmmaaaannnnddddiiii

Tutto sui sistemi via radio utilizzati per il controllo adistanza di antifurti, cancelli automatici, impianti di

sicurezza. Le tecniche di trasmissione, i sistemi dicodifica e le frequenze impiegate per inviare impulsidi controllo e segnali digitali. Lo speciale comprende

numerose realizzazioni in grado di soddisfare qualsia-si esigenza di controllo. Tutti i progetti, oltre ad una

dettagliata descrizione teorica, sono completi dimaster, piano di cablaggio e di tutte le altre informa-zioni necessarie per una facile realizzazione. Per rice-vere a casa il numero speciale è sufficiente effettuareun versamento di Lire 13.000 (10.000 + 3.000 s.p.) sul

C/C postale n. 34208207 intestato a Vispa snc, V.leKennedy 98, 20027 Rescaldina (MI) specificando il

motivo del versamento e l’indirizzo completo.

Per fare ciò è sufficiente scollegare damassa il pin 15 di reset e collegarlodirettamente all’uscita interessata. Se,ad esempio, il dispositivo deve contaresino a 6, il reset deve essere collegato alpin 5 che corrisponde all’uscita n. 6; sevogliamo che conti sino a tre dovremocollegare il pin 15 al pin 7 (uscita 3 del

contatore) e così via. Semplice no?Ovviamente le uscite (ed i led) noninteressati al conteggio non si attiveran-no più. Gli integrati vengono fatti fun-zionare a 9 volt, tensione presente avalle del regolatore U1. Per alimentareil circuito dovremo perciò utilizzareuna tensione di 12 volt o superiore. Il

diodo D1 evita che il circuito vengadanneggiato da accidentali inversionidella tensione di alimentazione.

IN PRATICA

La costruzione di questo dispositivonon presenta alcuna difficoltà. Tutti icomponenti sono montati su una baset-ta appositamente realizzata per questoscopo. Nelle illustrazioni riportiamo siil master in scala reale che il piano dicablaggio completo. Per i tre integratidual-in line abbiamo previsto l’impie-go di altrettanti zoccoli che evitano didover saldare i terminali di questi deli-cati componenti. Per i collegamenti deiled e dell’alimentazione abbiamo pre-visto l’impiego di morsettiere conpasso di 5 millimetri. Il circuito nonnecessita di alcuna taratura o messa apunto. A montaggio ultimato date ten-sione ed azionate per un istante il pul-sante P1. I led si illumineranno insequenza e la velocità, inizialmenteabbastanza alta, diminuirà a poco apoco sino a quando rimarrà illuminatoun solo led. Per alimentare il circuitocon una batteria a 9 volt eliminate sem-plicemente il regolatore di tensione U1.

SOMMARIO - Pannullo · 2007-10-19 · kit comprende tutti i componenti, la basetta forata e...

Documents

Transcript of SOMMARIO - Pannullo · 2007-10-19 · kit comprende tutti i componenti, la basetta forata e...