SOMMARIO - pannulloclassico LM324) e serve sostanzial-mente a produrre un'onda con cui pilo-tare...

Elettronica In - luglio / agosto ‘99 1

ELETTRONICA IN Rivista mensile, anno V n. 41 LUGLIO / AGOSTO 1999

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

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SOMMARIO

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

281 del 7-5-1996.

Mensile associatoall’USPI, Unione StampaPeriodica Italiana

9 RILEVATORE DI MICROSPIESensibile radioricevitore capace di captare l'emissione di radiofrequenza entro una vasta gamma compresa da pochi MHz fino a circa 1 GHz.

18 APRICANCELLO CON CELLULARE GSMApriamo il cancello elettrico di casa utilizzando il cellulare anziché il telecomando! Installabile su qualsiasi impianto; il comando di attivazione non comporta alcun consumo telefonico. Massima sicurezza di funzionamento grazie al sistema di riconoscimentodell’ID del chiamante.

32 GETTONIERA CON CREDITO A TEMPOControllo elettronico per la gestione dei crediti, adatto ad erogatoriautomatici di servizi, accessi a computer e simili. Inserendo unatessera a chip, purché carica, si aziona un relè che resta eccitatofino a quando la tessera dispone di credito o finché non la si estrae dal lettore.

45 SISTEMA DI SVILUPPO PER ISD DASTNella seconda puntata dedicata al sistema di programmazione conPC dei chip vocali della famiglia ISD2000 ci occupiamo della realizzazione pratica del dispositivo e dell’apposito software digestione, scritto in Visual Basic, che gira sotto Windows 95/98.

58 BOOSTER AUDIO-VIDEO IN VHFDue versioni potenziate del minitrasmettitore televisivo audio-video operante in VHF sul canale H. Ideali per sorvegliare a distanza cosa accade in un ambiente o semplicemente comeripetitore d'immagine per inviare a più televisori il segnale di ununico videolettore. Utilizzabili anche per riprese dall’alto nei radiomodelli: ad esempio con un piccolo elicottero!

70 ELETTROSERRATURA CON BUTTON KEYUnità con uscita a relè per il comando di tornelli e cancelli elettrificati, o di sistemi d’allarme, provvista di lettore per le “ButtonKey”, chiavi a microchip della Dallas Semiconductor. Capace diapprendere fino a 100 codici diversi, dispone di un sistema antisabotaggio collegato ad un secondo relè, che scatta se si tenta di far leggere una chiave non abilitata.

53 CORSO DI PROGRAMMAZIONE PER SCENIXContinuiamo il viaggio alla scoperta dei micro ad 8 bit più veloci almondo con la nona puntata del Corso nella quale presentiamo iprimi semplici programmi.

27 CORSO DI PROGRAMMAZIONE IN CContinuiamo l’apprendimento di uno dei più diffusi linguaggi ad alto livello con la quinta puntata del Corso.


Oggi come ieri i curiosi non mancano, ed uniti ad unconsistente gruppo di "spioni" per professione (ma

chi lo sa dove si ferma illavoro e comincia l'inva-denza? Quanti investigatoriascoltano e guardano più diquello che gli serve!?)costituiscono un vero eproprio esercito, chese non possiede armiletali ha quantomenogli strumenti per gua-stare la serenità e latranquillità delle persone,di famiglie e comunità.Inoltre, se fino a qualchedecennio fa le microspie eranofantastici oggetti che si potevanovedere e materializzare nei film del-l'agente 007 (il mitico James Bond...)oggi sono alla portata di tutti, e sebbeneciò sia per una parte un bene, per l'altra puòdivenire un gran problema, soprattutto se le"spie" vengono messe nelle mani di chi potrebbefarne a meno ma non resiste alla tentazione diimmischiarsi nei fatti altrui: purtroppo per ogni cosa c'èsempre il rovescio della medaglia. Così, per difendersi

da spioni sempre più numerosi ed agguerriti, sospettan-do di essere sorvegliati o per lo meno "a rischio", non

restano che poche possibilità: entrare in casa e rovi-stare dappertutto (sotto i tavoli, dietro al telefono

o alla TV, sotto ai tappeti...) oppure restare insilenzio quando si entra nel proprio ufficio o

appartamento, e non telefonare; esclusequeste due possibilità,

davvero poco prati-che, non resta che

passare al contrattac-co, dotandosi di un appa-

recchio capace di rilevarealmeno la presenza delle

note cimici, ovvero leradiospie. Un validoesempio lo proponia-mo in questo articolo,

che vi invitiamo a segui-re per scoprire come sia faci-

le difendersi dallo spionaggioindesiderato. Lo schema elettrico di

queste pagine mostra un dispositivo tuttosommato semplice, che si realizza con poca

spesa ed ancor meno fatica, essenziale e per nullacritico, adatto al rilevamento di trasmettitori deboli epotenti entro le mura domestiche, operanti a frequenze

RILEVATOREDI MICROSPIE

Sensibile radioricevitore capace di captare l'emissione di radiofrequenza,entro una vasta gamma compresa da pochi MHz fino a circa 1 GHz,

utilissimo come "bonificatore" di ambienti in cui si sospetta siano installate le note "cimici".

TOP-SECRET

di Sandro Reis

10 Elettronica In - luglio / agosto ‘99

primo stadio, quello collegato all'an-tenna ricevente, è un amplificatore /rivelatore, il secondo un ulterioreamplificatore differenziale con filtro, ilterzo un oscillatore modulato in fre-quenza, e l'ultimo risulta composto daun segnalatore acustico a nota modula-ta. Il circuito capta le onde radio trami-te un'antenna a filo, e le acquisisce dalcondensatore C10 che le passa allabase del T1; i diodi D1 e D2 provvedo-no a tagliare i segnali mantenendolientro ±0,6 V per evitare la saturazionedel transistor. Quest'ultimo amplifica i segnale diquanto basta a procedere ad una rivela-zione sfruttando il solito metodo, checonsiste nel raddrizzarli a singolasemionda mediante un classico diodoche, nel nostro caso, è adatto a lavorarein alta frequenza; un semplice filtro acondensatore (C2/R8) consente di rica-vare l'onda modulante, ovvero la BFportata dalla radiofrequenza captatadall'antenna. Anche D1 e D2 sono

riceve la componente rivelata dal cato-do del D3 tramite R6, la amplifica diuna quantità determinata dalla rete diretroazione negativa realizzata con R9ed R7.Tuttavia va notato che in realtà que-st'ultima riceve lo stesso segnale RFpassato dal primo stadio, ma non rive-lato, che perciò ha valori positivi enegativi e, sebbene filtrato dal conden-satore C3 (insieme ad R7 forma un fil-tro passa-basso) ha un certo effetto su

ficienza della rivelazione a singolasemionda. I condensatori C3 e C5 assicurano unaperfetta "pulitura" della tensione disegnale BF dai residui di radiofrequen-za, che dal piedino 8 raggiunge l'in-gresso del terzo stadio: l'oscillatoremodulabile. Questo è composto dai tre restanti ope-razionali contenuti nell'integrato U1 (ilclassico LM324) e serve sostanzial-mente a produrre un'onda con cui pilo-tare l'avvisatore acustico, facendogliemettere una nota la cui tonalità cam-bia in funzione dell'intensità del campoelettromagnetico e quindi dell'emissio-ne del trasmettitore o microspia inter-cettato. Senza scendere nei dettaglidiciamo che si tratta di un circuito ascatto il cui funzionamento si basasulla progressiva carica e la rapida sca-rica del condensatore C7, così spiega-bile: per effetto della portante RF cap-tata dall'antenna il piedino 6 dell'U1briceve una tensione pressoché continua

schema elettrico

comprese nella gamma tra pochi MHzed oltre 1 GHz, quindi idoneo per "sco-vare " le terribili cimici radiotrasmit-tenti. Si tratta insomma di un ricevitorea larga banda del quale andiamo subitoad analizzare lo schema per vederecome funziona, cominciando con ilsuddividerlo in blocchi funzionali. Il

dimensionati appositamente per "com-mutare" a frequenze di centinaia diMHz, altrimenti la loro capacità paras-sita e la lentezza ad interdirsi li farebbecondurre comunque, abbattendo la RFe riducendo fortemente la sensibilitàdell'apparecchio. L'amplificatore operazionale U1a, che

quanto esce dal piedino 8. In definitiva,U1a è configurato come amplificatoredifferenziale, e serve non solo ad eleva-re il livello (di ben 200 volte: i segnalicaptati dalle antenne sono sempre del-l'ordine di qualche decina o centinaiodi microvolt...) della parte rivelata daldiodo D3, ma anche ad aumentare l'ef-


con la quale viene caricato il condensa-tore, fino a far scendere progressiva-mente la tensione all'uscita (pin 7)facendo commutare U1c; il piedino 1di quest'ultimo passa da zero al livelloalto mandando T2 in saturazione,cosicché questo va praticamente in cor-tocircuito tra collettore ed emettitore escarica rapidamente C7, dato che chiu-de a massa il pin 6 dell'U1b. Il comparatore U1c viene rilasciatoperché il piedino 7 torna a livello alto,quanto basta a farlo ricommutare ripor-tandone l'out allo stato basso.Il transistor non può dunque restare inconduzione e viene interdetto. Il con-densatore C7 riprende così a caricarsi,e riparte un nuovo ciclo analogo a quel-lo già visto.Si verifica perciò un fenomeno periodi-co che determina la produzione diun'onda rettangolare sul piedino 12dell'U1d il quale, essendo dispostocome semplice buffer (emitter-follo-wer...) la riporta direttamente alla pro-

pria uscita e da essa, tramite l'elettroli-tico C8, alla base di un terzo transistor(T3) che la amplifica per poi pilotarecon essa una pastiglia piezo (BZ) a cuiè affidato il compito di emettere la cor-rispondente nota acustica. Osservate che per come è strutturatol'oscillatore è facile modularne la fre-quenza di lavoro variando l'ampiezzadella tensione rivelata, grazie alla parti-colare connessione dei suoi ingressi.Infatti U1b è configurato come amplifi-

in pratica

COMPONENTI

R1: 39 KOhmR2: 100 KOhmR3: 470 OhmR4: 22 OhmR5: 4,7 KOhmR6: 1 KOhmR7: 4,7 KOhmR8: 1,5 KOhmR9: 1 MOhmR10: 100 KOhmR11: 18 KOhmR12: 47 KOhmR13: 47 KOhm

R14: 10 KOhmR15: 1 KOhm R16: 100 KOhmR17: 10 KOhmR18: 10 MOhmR19: 10 KOhmR20: 10 KOhmR21: 10 OhmC1: 100 nF

multistratoC2: 100 nF

multistratoC3: 10 nF poliestereC4: 10 nF poliestereC5: 10 nF poliestere

C6: 100 nF multistrato

C7: 10 nF ceramicoC8: 2,2 µF 100 VL

elettroliticoC9: 220 µF 25 VL

elettroliticoC10: 47 pF ceramicoD1: 1N4148 diodoD2: 1N4148 diodoD3: BAT29 diodoT1: BC547B

transistor NPNT2: BC547B

transistor NPNT3: BFR90

transistor NPNU1: LM324

operazionaleBZ: buzzer senza

oscillatore

Varie:- zoccolo 7+7 pin;- morsettiera 2 poli;- spezzone filo;- stampato

codice L028.

123571011121315

30262423222120191716

MODULIMODULI PERPERBBASSAASSA FREQFREQUENZAUENZA

TELECONTRTELECONTROLLIOLLIModulatore audioa piedinatura S.I.L.contenente uncompleto modula-tore d’ampiezzaregistrabile da zero

al 100 % mediante un trimmer o poten-ziometro. All’interno dell’SG1 si trova unoscillatore a bassissima frequenza (VLF)controllabile tramite un secondo trimmero potenziometro con il quale si puòmodificare la velocità del tremolo da 2 acirca 9 Hertz. Dispone anche di un driverdi vibrato, che in sostanza è un VoltageControlled Impedance, ovvero una resi-stenza che cambia di valore in funzionedella tensione di controllo prelevatadirettamente dall’uscita dell’oscillatoreVLF. SG1 L. 9.500

Preamplificatore audio composto da unfinale di piccola potenza a bassa impe-denza d’uscita (6 ohm) e da un pream-plificatore, che può essere usato comedispositivo d’ingresso necessario perelevare il segnale che arriva da fonti didebole potenza. SG2 L. 10.500

Integrato ibrido che raccoglie un driver dibassa frequenza completo di stadio perla regolazione della corrente a riposo ecompensazione termica, nonché unaprotezione bilaterale contro la sovracor-rente in uscita. Appare come un chipdual-in-line in allumina a 15+15 piedini.All’interno troviamo praticamente lo sta-dio preamplificatore e pilota principaledel classico amplificatore di potenza.L’ibrido incorpora una sua retroazioneparallelo-serie, la cui resistenzauscita/ingresso è fissa (vale circa 8,5Kohm) mentre è possibile regolare ilguadagno ottenendo valori compresi tra3 e oltre 180. SA-1 L. 19.000

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


l'U1c alla commutazione).Riassumendo, ad un segnale radiomolto forte corrisponde una nota acu-

Bene, lasciamo adesso la descrizionedello schema elettrico per vedere detta-gliatamente come si costruisce il "boni-

ste pagine a grandezza naturale, quindiusatela come pellicola se lavorate infotoincisione, ovvero come traccia daricalcare sulla superficie ramata sericorrete al procedimento manuale. Incisa e forata la basetta montateviinnanzitutto le resistenze e i diodi,badando alla polarità indicata per que-sti ultimi (ricordate che il catodo èsegnato dalla fascetta colorata) quindicontinuate con lo zoccolo per l'integra-to LM324, da orientare come mostra ilpiano di cablaggio.Procedete con i condensatori, prestan-do la dovuta attenzione alla polarità diquelli elettrolitici; sistemate i transistordisponendoli come mostra la solita dis-posizione componenti, e poi inserite e

catore sommatore/integratore, e la por-zione di segnale BF riportata al suoinput non-invertente (pin 5) con il par-titore R11/R13 provoca lo spostamentodel potenziale presente a riposo sul pie-dino 7, cosicché più questo è alto, mag-giore è la frequenza d'oscillazione (per-ché è sufficiente minor tempo per rag-giungere il valore di soglia del compa-ratore U1c) e viceversa, più si abbassa(minore ampiezza della BF rivelata...) epiù scende la frequenza stessa (occorreun intervallo più lungo per portare

stica più acuta, che diviene sempre piùbassa man mano che il campo RFdiminuisce; normalmente, cioè a riposoed in assenza di segnali significativi, lapastiglia piezo (cicalino senza oscilla-tore) deve tacere, o al limite emettereun suono di tonalità molto bassa.L'intero dispositivo si alimenta con unatensione continua, meglio se stabilizza-ta, di 9÷12 volt, e quindi anche con unacomune pila a secco da 9 V; l'alimenta-zione deve essere applicata tra i punti+V (positivo) e - (negativo o massa).

ficatore", partendo al solito da quellache consideriamo la prima fase: la pre-parazione del circuito stampato, stavol-ta abbastanza piccolo e semplice, per laquale potete scegliere la tecnica che piùpreferite tra la fotoincisione e la trac-ciatura manuale.

REALIZZAZIONEPRATICA

In ogni caso fate una buona fotocopiadella traccia lato rame illustrata in que-

traccia rame indimensioni reali

Il nostro rilevatore di microspie è tutto som-mato semplice, si realizza con poca spesa ed

ancor meno fatica, essenziale e per nulla criti-co è adatto al rilevamento di trasmettitorideboli e potenti entro le mura domestiche,

operanti a frequenze comprese nella gammatra pochi MHz ed oltre 1 GHz, quindi idoneoper "scovare " le terribili cimici radiotrasmit-tenti. Il dispositivo è in pratica un semplice

ricevitore a larga banda composto da quattrostadi fondamentali; il primo, quello collegato

all'antenna ricevente, è un amplificatore / rive-latore, il secondo un ulteriore amplificatoredifferenziale con filtro, il terzo un oscillatoremodulato in frequenza, e l'ultimo risulta com-

posto da un segnalatore acustico. Quest’ultimoproduce una nota la cui tonalità cambia in

funzione dell’intensità del campo elettroma-gnetico e quindi dell’emissione del trasmettito-

re o microspia intercettato.


saldate il cicalino BZ: quest'ultimodeve essere praticamente una pura esemplice pastiglia piezo, nel senso chedeve essere sprovvisto di oscillatoreinterno. Se non lo trovate usate pure ilclassico cicalino, anche se la nota otte-nuta sarà decisamente diversa: in que-sto caso dovete rispettare la polaritàspecificata. Fatto ciò non vi resta cheinfilare e saldare una morsettiera bipo-lare per c.s. a passo 5 mm nei fori riser-vati all'alimentazione (+ e - V) quindiuno spezzone di filo di rame nudolungo circa 20 cm nella piazzola ANT(farà da antenna ricevente...); infine,prendete l'LM324 ed inseritelo nel pro-prio zoccolo avendo cura di far coinci-dere la sua tacca di riferimento con

quella di quest'ultimo. Adesso lo stru-mento è pronto. Per usarlo fissate aimorsetti una presa volante polarizzataper pile da 9 V, tenendo il filo rosso(positivo) sul +V ed il nero (negativo)nel -; attaccate dunque la pila e provatesubito a fare qualche prova. Prima peròconviene racchiudere la basetta in unascatola di plastica adatta ai montaggielettronici, e provvista magari di allog-giamento per la batteria.

IL COLLAUDO

Se disponete di un piccolo trasmettito-re o microspia ben funzionante, purchéoperanti tra qualche MHz e circa 1GHz, provate ad accenderlo, quindi

Il bonificatore d'ambienti nasce per consentire a chiunque di verifi-care se nella propria casa, ufficio, o comunque nelle vicinanze(anche in auto) vi siano una o più microspie operanti via radio; ilprincipio di funzionamento è semplice e si basa sulla ricerca delleemissioni di radiofrequenza prodotte proprio dagli oscillatori di talidispositivi. Pertanto il nostro apparecchio non è altro che un ricevi-tore non accordato ma capace di rilevare abbastanza bene le ondeelettromagnetiche nella banda tra pochi MHz e circa 1 GHz, con unasensibilità sufficiente ad intercettare spie di potenza anche relativa-mente piccola (poche centinaia di milliwatt). L'uso è assai sempliceanche se richiede un minimo di conoscenza della propagazione delleonde radio: una volta acceso basta sentire come si comporta l'avvi-satore acustico, ovvero se tace o suona; nel primo caso evidente-mente non capta alcun trasmettitore, mentre nel secondo vi è alme-no un'onda radio che lo coinvolge. Spostandosi in tutte le direzioni èpossibile verificare da dove giunge il segnale, avvicinandosi allazona in cui si nota una decisa variazione di tonalità della nota acu-stica. Chiaramente per sua natura il nostro dispositivo può ricevereogni genere di trasmissioni, pertanto occorre distinguere tra quellenormali e le "sospette": se ad esempio avete un telefono cellulareacceso e appoggiato su un tavolo, è probabile che rilevando unavariazione di tonalità nella sua direzione, soprattutto avvicinandosi,la causa sia il suo collegamento alla "cella" del servizio telefonico;pertanto vi basta allontanarlo e porlo in un'altra stanza, in direzio-ne opposta, e sentire se viene ancora rilevato qualcosa. Lo stessodicasi per eventuali apparati RTX radio VHF o UHF, che azionati daqualcuno in vicinanza potrebbero dare falsi allarmi. Attenzioneanche se avete impianti d'antifurto dotati di sensori P.I.R. collegativia radio, perché questi ultimi rilevando il passaggio delle personeinviano il loro segnale alla centrale originando evidentemente unsegnale di radiofrequenza facilmente ricevibile dal bonificatore.

come si usa MODULI MODULI TX ED RXTX ED RXAAUDIO 433MHzUDIO 433MHz

Moduli ibridi per trasmissioniaudio affidabili e con ottime

prestazioni.

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

Ricevitore audio FM supereterodina a433 MHz. Funzionamento a 3 volt, bandadi uscita BF da 20Hz a 30KHz con unsegnale tipico di 90mV RMS, sensibilitàRF -100dBm, impedenza di ingresso 50Ohm. Il prodotto presenta anche uningresso per il comando di Squelch e lapossibilità di inserire un circuito di de-enfasi. Progettato e costruito secondo lenormative CE di immunità ai disturbi edemissioni di radiofrequenze (ETS 330220). Dimensioni 50,8 x 20 x 4 mm.

RX-FM AUDIO L. 52.000

Trasmettitore audio FM a 433 MHz, fun-zionante in abbinamento al modulo RX-FM, in grado di trasmettere un segnaleaudio da 20Hz a 30KHz modulando laportante a 433 MHz in FM con una devia-zione in frequenza di ±75KHz.Alimentazione 12 volt, potenza di uscitaRF 10 mW su un carico di 50 Ohm,assorbimento di 15mA, sensibilità micro-fonica 100 mV. Per migliorare il rapportoS/N è possibile utilizzare un semplicestadio RC di pre-enfasi. Dimensioni ridot-te (40,6 x 19 x 3,5 mm)

TX-FM AUDIO L. 32.000

Booster UHF in grado di erogare unapotenza RF di oltre 400 mW a 433 MHz.Impedenza di antenna di 50 Ohm, massi-ma tensione di alimentazione 14 Vcc; dis-pone di due ingressi per segnali di poten-za non superiore a 1 mW e per segnalida 10÷20 mW. Alimentazione 12÷14 Vcc;assorbimento 200÷300 mA; ModulazioneAM, FM o digitale.

PA433 L. 48.000


avvicinandovi con l'apparecchiettoverificate che il cicalino piezo emettauna nota acustica di frequenza semprepiù alta man mano che ci si avvicina.La prova si può fare anche con un tele-fono cellulare, componendo un numeroe facendo una chiamata: in questo caso

il BZ deve emettere una nota disconti-nua, modulata dal ritmo dei treni diimpulsi trasmessi dall'antenna; natural-mente l'intensità della variazione ditonalità deve essere proporzionale alladistanza dal telefonino (si avverte adalcuni metri). Per come è costruito, il

bonificatore dovrebbe essere in gradodi rilevare la presenza in un apparta-mento o ufficio di radiospie aventi unapotenza anche di poche centinaia dimilliwatt, ma tutto dipende dall'anten-na, dalla collocazione, ecc. Tuttaviaavvicinandosi alla fonte di segnale RFil cicalino deve manifestarne la presen-za, in modo abbastanza evidente, cosanon sempre possibile a distanza.Comunque se volete ottenere le miglio-ri prestazioni vi conviene "personaliz-zare" l'antenna adattandola alle fre-quenze più comuni, ovvero scegliendouno spezzone di filo lungo quantobasta, oppure uno stilo retraibile delquale potete variare a piacimento ledimensioni, allungandolo o accorcian-dolo. Ad ogni modo sappiate che percaptare le microspie operanti in FM lamisura giusta è 0,75 m, mentre perquelle operanti in UHF a 400 e piùMHz si riduce a 20÷25 centimetri; lastessa conviene sia usata anche per fre-quenze maggiori, fino a 1 GHz. Se pre-ferite l'antenna a stilo connettetelamolto vicina alla piazzola ANT dellostampato, usando del cavetto comunelungo pochi centimetri.

Permette di definire quattro zone di “controllo” nelle quali vienecostantemente rilevata una eventuale variazione dell’immagi-

ne. In caso di movimento, il VIDEO MOTION DETEC-TION segnala in quale zona è avvenuto l’allarme chiu-

dendo l’apposito contatto. Consente di regolare la sen-sibilità e dispone di un ingresso e due uscite video (connet-

tori BNC). FR128 L. 490.000

AACCESSORI PER IMPIANTI CCESSORI PER IMPIANTI VIDEOVIDEOmodulo quad bianco e nermodulo quad bianco e neroo modulo quad colorimodulo quad colori

Modulo quad B/N, suddividelo schermo di un monitor

in quattro parti, visualiz-zando le immagini pro-venienti da 4 telecame-

re in real time. Puòvisualizzare a schermo

intero un ingresso specifico o effettuare la scansione delle quattroimmagini; risoluzione: min. 720 x 576 pixel; OSD; rinfresco dell’im-magine: 25/30 campi al sec.; 4 ingressi per telecamere (1Vpp, 75Ohm) con controllo del guadagno; alimentazione 12Vdc - 6W;dimensioni: 240x45x150mm. Interfacciabile con impianti di registra-zione. FR118 L. 520.000

Modello a colori,visualizza l'immagi-ne in modalità quad,singolo ingresso e insequenza; ingresso euscita per controllo dicentrale di allarme.Risoluzione: 720x576 pixel; OSD; rinfresco: 50/60 campi al sec.; 4ingressi per telecamere (1Vpp, 75 Ohm) con controllo del guada-gno; alimentazione 12Vdc - 6W; dimensioni: 240x45x150mm.Interfacciabile con impianti di registrazione.FR116 L. 1.250.000

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FUTURA ELETTRONICA - V.le Kennedy 96 - 20027 Rescaldina (MI)Tel. 0331-576139, Fax 0331-578200, www.futuranet.it ([email protected])

Il nostro prototipo a montaggio ultimato; occorre ora prevedere una presavolante per pile da 9 V per l’alimentazione del dispositivo e collegare

un’antenna a stilo retraibile alla piazzola siglata ANT.

Dopo la pubblicazione - sul fascicolo di giugno - delprogetto del blocco motore GSM per moto d’ac-

qua, abbiamo ricevuto numerosissime richieste relativealla versione professionale a cui si faceva cenno nel-l’articolo. Tale versione sidifferenzia da quella baseper la possibilità di verifi-care, prima di attivare l’u-scita, se il chiamante è abi-litato o meno. Si ottienecosì una sicurezza di fun-zionamento assoluta: sola-mente coloro che conosco-no il numero telefonico dachiamare ed hanno “regi-strato” il proprio telefoni-no possono attivare ilsistema. Ma procediamocon ordine ricordando acosa serve e come funzio-ne il nostro controlloremoto. L’idea che sta allabase di questo circuito e dialtri simili è molto sempli-ce: tutti noi, ormai, possediamo un cellulare che utiliz-ziamo per le normali telefonate ma che possiamoimpiegare utilmente anche per molti altri scopi. Nel

caso specifico, col nostro GSM possiamo aprire il can-cello elettrico di casa o, più in generale, attivare qual-siasi altro dispositivo elettrico o elettronico. Il circuitoutilizza un modulo GSM con un abbonamento prepa-

gato e un sistema di con-trollo a microcontrolloreche pilota anche il relè diuscita. I contatti di que-st’ultimo sono collegati inparallelo a quelli del rice-vitore radio utilizzato nel-l’apricancello. Come notoquesto contatto controllala centralina che pilota imotori ed i vari temporiz-zatori. Pertanto l’aggiuntadel controllo remoto GSMnon comporta alcunamodifica all’impianto esi-stente il quale continuerà afunzionare anche con i tra-dizionali telecomandi.L’apertura del cancello colproprio telefonino si ottie-

ne semplicemente effettuando una chiamata al numerodel controllo remoto GSM. Prima però è necessariofare “autoapprendere” al sistema il proprio numero in

TOP PROJECT

16 Elettronica In - luglio /agosto ‘99

di Alberto Ghezzi

APRICANCELLOCON

CELLULARE GSM

modo da evitare che qualche estraneo (venuto a cono-scenza del numero del controllo remoto) possa aprire ilcancello. Per registrare il proprio telefoni-no è sufficiente porre l’apricancelloGSM in autoapprendimento dell’ID(si sposta un ponticello) ed effet-tuare una chiamata. Il numerodel chiamante viene cosìmemorizzato nella SIM delmodulo GSM. Duranteil normale funziona-mento il numero dichi chiama vieneconfrontato con quelliin memoria ed il cancelloviene aperto solo ed esclusiva-mente se quel numero è stato pre-cedentemente memorizzato. La chiamatanon avrà mai risposta (in questo modo non siconsuma neppure uno scatto) ma il dispositivoattiverà ugualmente la centralina. Un sistema di questogenere offre la massima sicurezza e consente di elimi-nare i vari telecomandi che ci riempiono le tasche. Inmolti casi si ottiene anche un risparmio considerevole.Immaginiamo infatti i condomíni con 50÷100 apparta-menti: solo di radiocomandi bisogna mettere in preven-tivo una spesa iniziale di 2÷3 milioni ed almeno altre

300÷500 mila lire all’anno per sostituire i telecomandismarriti o danneggiati. Il nostro sistema costa decisa-mente meno ed ha un costo di esercizio annuo di sole

50 mila lire (la SIM prepagata che scade..).L’unico possibile neo è dato dalla copertura della rete

GSM nella zona di utilizzo: ovviamente se non c’ècampo il sistema non può funzionare. E’ suffi-

ciente tuttavia dare un’occhiata alle carti-ne con le aree di copertura fornite

dai vari gestori per rendersiconto che, le zone d’om-

bra sono pratica-mente inesi-stenti. Il sistemamemorizza i

numeri telefoniciabilitati nel “phone

book” della SIM utiliz-zata; normalmente le

SIM hanno una capacità di100 numeri (Omnitel) o 130

(Tim), più che sufficienti nellamaggior parte di casi. L’uscita del

dispositivo è costituita da un relècon contatti da 10 ampère che può

funzionare sia in modalità astabile che bistabile.Chiarito come funziona e a cosa serve il circuito, ana-


Apriamo il cancelloelettrico di casa utilizzando

il cellulare anziché iltelecomando! Installabile

su qualsiasi impianto,consente di fare a meno

dei vari telecomandi che ciriempiono le tasche. Il

comando di attivazione noncomporta alcun consumo

telefonico. Massimasicurezza di funzionamento

grazie al sistema diriconoscimento dell’ID del

chiamante. Utilizzabileanche per aprire portoncini

elettrici e serrande motorizzate.


lizziamone subito lo schema elettri-co. Il cuore del dispositivo è costituitodal modulo GSM Falcom A2 contrad-distinto nello schema elettrico dallasigla U2. Di questo modulo ci siamooccupati più volte sui precedenti nume-ri della rivista. Per quanti non cono-scessero questo prodotto ricordiamoche si tratta di un completo modem/cel-lulare GSM, omologato, in grado dioperare sia in fonia che in modalitàdati/fax. Il dispositivo presenta dimen-

sioni particolarmente contenute e puòessere integrato all’interno di qualsiasiapparecchiatura. La SIM-card di tipoplug-in (piccola) va inserita nell’appo-sita fessura del modulo. Per i collega-menti con i circuiti esterni i connettori

principali sono due: uno a 40 poli postosotto il modulo ed uno a 15 poli dispo-sto frontalmente. Per questa applica-zione sono sufficienti pochissime lineedi controllo, tutte presenti sul connetto-re a 15 poli. Per la precisione ci siamoconnessi ai pin 10, 11 e 12 ai quali facapo il positivo di alimentazione (5volt), ai piedini 13,14 e 15 tutti da col-legare a massa, al pin 3 (soft-on), al pin2 (rx dati) ed al pin 1 (tx dati). Quandosi dà tensione, il modulo GSM nonentra in funzione fino a quando non

controllore U3, più precisamente dal-l’uscita corrispondente al terminalenumero 3. All’accensione questa lineapresenta un livello alto per circa 5secondi per poi tornare a 0 volt.Sempre all’accensione il micro provve-de a resettare l’uscita (pin 2) che pilotail transistor T1 ed il relè. Queste sonosolamente le funzioni più banali svoltedal micro. Infatti, come si vede nelloschema elettrico, la linea seriale diuscita del Falcom A2 (pin 1 e 2) è col-legata - tramite l’adattatore di livello

viene inviato per almeno tre secondi unlivello alto al pin 3 (soft-on). In praticaci vorrebbe un pulsantino come quellodi ON dei telefonini collegato tra il pin3 e la linea positiva. Nel nostro casoquesta funzione viene svolta dal micro-

U4 - ai pin 4 e 5 del microcontrollore.Tramite queste linee vengono effettuatitutti i controlli sui segnali in arrivo, lamemorizzazione e la cancellazione deinumeri nel “phone book”, il confrontotra l’ID del chiamante e quelli memo-

schema elettrico


rizzati, eccetera. Come si vede nellatabella a pie’ di pagina, i segnali dispo-nibili sul connettore a 15 poli dell’A2presentano un livello EIA (± 12 volt)mentre i segnali del micro sono a livel-lo TTL. E’ necessario, dunque, ricorre-

re al solito MAX232 per adattare ilivelli. Per ottenere la tensione continuaa ±12 volt necessaria al funzionamentodegli stadi di conversione, vengono uti-lizzati particolari circuiti elevatori ditensione di tipo capacitivo che fanno

capo ai condensatori elettroliticiC4÷C7, gli unici componenti esterninecessari al corretto funzionamento delMAX232. Sulla linea seriale viaggia-no tutte le informazioni necessarie almicrocontrollore U3 per svolgere al

diagramma di flussorelativo al programma

implementato nelmicrocontrollore PIC12C672

L’apricancello descritto nell’articolo utilizza un modulo GSM FalcomA2 le cui dimensioni sono particolarmente contenute nonostante ilmodulo comprenda anche l’alloggiamento per la SIM-card. L’A2funziona con una tensione di alimentazione di 5 volt (il consumo a

riposo è di soli 35 mA!) ed è in grado di connettersi, oltre che in fonia,anche in modalità dati/fax. Il modulo dispone di due connettori per il

collegamento ai circuiti esterni, uno a 15 e l’altro a 40 poli. Nel nostrocaso abbiamo utilizzato esclusivamente le linee disponibili sul connettore

frontale a 15 poli. La tabella della pagina accanto illustra le funzioniche fanno capo alle linee di input/output di tale connettore.


meglio le proprie funzioni. Il diagram-ma di flusso del programma principaleevidenzia tali funzioni. Quando arrivauna chiamata, sulla linea seriale è pre-sente la scritta “ring”, il numero delchiamante ed eventualmente il nomedello stesso se questo è memorizzatonella SIM del Falcom A2. Come primacosa il micro legge il numero di telefo-no per poi interrompere, con un’appo-sita istruzione, il collegamento. In real-tà la comunicazione non viene interrot-ta in quanto nessuno ha mai rispostoalla chiamata; semplicemente la chia-mata viene “respinta” ed il Falcom A2

viene resettato. A questo punto si pos-sono verificare tre possibilità a secondadello stato della rete RC collegata alpin 7. Il micro verifica in continuazio-ne lo stato di questo pin e si comportain maniera differente a seconda cherisulti chiuso il ponticello A (memoriz-zazione del numero nella SIM ), il pon-ticello B (rimozione del numero dallaSIM) o che manchino entrambi i ponti-celli (funzionamento normale). Nellaprima ipotesi il pin 7 “vede” una retecomposta da C8 e dal parallelo di R4 eR5 (il ponticello A è chiuso) e si predi-spone a memorizzare nella SIM il

numero telefonico presente sulla seria-le del GSM. Ovviamente prima dieffettuare la memorizzazione, il microverifica che il numero non sia già pre-sente del “phone book” della SIM.Completata la fase di scrittura, il pro-gramma si predispone a ricevere lachiamata successiva. Nel secondo caso(ponticello B chiuso), il pin 7 del micro“vede” solamente il condensatore C8 equindi si predispone alla cancellazionedel numero in arrivo. Infatti, in questocaso, il numero letto sulla seriale vienerimosso (se presente) dal “phonebook” della SIM. La terza ipotesiriguarda il normale funzionamento(entrambi i ponticelli aperti); in questocaso il pin 7 “vede” una rete RC com-posta da R5 e C8 e in caso di chiamataverifica che il numero presente sullaseriale sia memorizzato nella SIM. Incaso negativo il dispositivo non effettuaalcuna operazione sulla linea di uscitae si predispone a ricevere un’altra chia-mata; al contrario, nel caso in cui ilnumero in arrivo sia già memorizzato,viene attivata l’uscita che controlla ilrelè. Il tipo di attivazione dipende dallaposizione del cursore del trimmer R1.Nel caso in cui il cursore sia ruotatocompletamente verso C9 abbiamo unfunzionamento di tipo astabile ed il relèresta attivo per circa 1 secondo; por-tando il cursore verso l'altro capo deltrimmer il tempo si allunga sino a circa20 secondi. Con il cursore completa-mente ruotato verso la parte opposta, ilfunzionamento diventa bistabile, ovve-ro con una chiamata si attiva il relè ilquale resta in questo stato fino allachiamata successiva e così via. In que-sto modo risulta possibile utilizzare ilcircuito anche in applicazioni differen-ti. Evidentemente, impiegando il cir-cuito come apricancello, è necessarioruotare il cursore di R1 verso C9 inmodo da ottenere un breve impulso adogni chiamata. Termina qui la descri-zione teorica, occupiamoci ora dell’a-spetto pratico.

MONTAGGIOE INSTALLAZIONE

Per il montaggio del nostro telecontrol-lo abbiamo previsto l’impiego di uncircuito stampato sul quale trovanoposto tutti i componenti, modulo GSMcompreso. Il master ed il relativo piano

routine di verifica dell’IDchiamante (in alto) e di

gestione dell’uscita a relè(in basso)


COMPONENTIR1: 4,7 Kohm trimmerR2: 10 KohmR3: 5,6 KohmR4: 2,2 KohmR5: 4,7 KohmC1: 470 µF 25 VLC2: 100 nF multistratoC3: 470 µF 25 VLC4: 1 µF 63 VLC5: 1 µF 63 VLC6: 1 µF 63 VLC7: 1 µF 63 VLC8: 100 nF pol. passo 5C9: 100 nF pol. passo 5D1: 1N4007D2: 1N4007T1: BC547BJ1A: ponticelloJ1B: ponticelloU1: 7805U2: Modulo GSM Falcom A2U3: PIC12C672 (MF279)U4: MAX232RL1: Relé 12V 1 scambio

Varie:- zoccolo 4+4;- zoccolo 8+8;- morsettiera 2 poli;- morsettiera 3 poli (2 pz);- connettore 15 poli;- connettore d’antenna;- adattatore d’antenna FME;- antenna GSM piatta;- contenitore a tenuta stagna;- C.S. cod. S279.

piano di cablaggio

di cablaggio sono riportati nelle illu-strazioni di pagina 23 e 24. La piastra èstata poi inserita all’interno di un con-tenitore plastico a tenuta stagna del tipodi quelli impiegati nei cablaggi elettricidalla quale fuoriescono il cavo per l’a-limentazione, quello collegato alla cen-tralina ed il cavo d’antenna con la rela-tiva antenna GSM che può essere piat-ta o a stilo. Ma procediamo con ordine.La maggior parte dello spazio dellabasetta è occupato dal modulo GSMfissato alla piastra mediante tre viti.Tramite l’apposito connettore a 15 polivanno effettuati i collegamenti ai reofo-

ri presenti sulla piastra contrassegnatidai numeri 1,2,3,10,11,12,13,14 e 15.Prestate molta attenzione a non inverti-re i fili ed evitate corto circuiti tra pinadiacenti. Il montaggio degli altri com-ponenti non presenta alcuna difficoltà.Per il montaggio degli integrati U3 eU4 fate uso degli appositi zoccoli veri-ficando l’esatto orientamento dei chip.Il regolatore di tensione U1 non neces-sita di alcun dissipatore di calore; infat-ti a riposo il circuito assorbe poco piùdi 40 mA per cui il regolatore dissipaappena 300 mW. Durante la chiamatal’assorbimento sale di circa 5 volte ma

solo per pochi secondi e perciò la mag-gior potenza dissipata dal regolatore ètrascurabile. Prestate particolare atten-zione all’orientamento dei componentipolarizzati e verificate, prima di saldar-li, i valori di tutti i componenti. Peragevolare le connessioni fate uso dimorsettiere a vite con passo di 5 milli-metri. Per poter funzionare corretta-mente ed entrare in rete, il moduloGSM va dotato di una SIM-card valida;il tipo di abbonamento non ha impor-tanza, può benissimo essere un abbona-mento prepagato a costo zero. Infatti,come detto precedentemente, il nostro


sistema non consuma neppure unoscatto dal momento che nessunorisponde alle chiamate. Prima di inse-rire la SIM nel Falcom A2, va disabili-tata la richiesta del PIN. Questa opera-zione può essere fatta con qualsiasitelefonino. Dopo aver inserito la SIM-card nell’apposito alloggiamento delGSM, montate il circuito all’internodello stesso contenitore a tenuta stagnanel quale è alloggiata la centralina edil ricevitore per radiocomando.Alimentate il circuito prelevando i 12volt continui necessari dall’impiantoesistente e collegate in parallelo l’usci-ta del relè con quella del radiocoman-do. In questo modo sia che si attivi ilvecchio ricevitore per radiocomandosia che entri in funzione il sistemaGSM, la centralina aprirà il cancello.Ricordatevi anche di collegare un’an-tenna adatta al modulo GSM. In questo

PER IL MATERIALE

L’apricancello con GSM è disponibile esclusivamente monta-to e collaudato al prezzo di 820.000 + IVA (cod. FT279M). Ildispositivo comprende anche l’antenna ed un contenitore atenuta stagna. Non è ovviamente compresa la SIM-card rela-tiva all’abbonamento al servizio di telefonia mobile. Il mate-riale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

caso è possibile fare ricorso ad un’an-tenna a stilo da montare all’esterno delcontenitore nel quale trovano posto ivari circuiti. Come prima cosa inseritein una memoria ad accesso diretto delvostro telefonino il numero corrispon-dente al cancello elettrico; successiva-mente predisponete il circuito per ilfunzionamento normale (entrambi iponticelli aperti) con uscita astabile(cursore del trimmer completamenteruotato verso C9). Provate quindi achiamare: se tutto funziona come pre-visto il nostro sistema non darà alcunsegno di vita in quanto la memoriadella SIM è completamente vuota.Ripetete la chiamata dopo aver chiusoil ponticello A: anche in questo casol’uscita rimarrà inerte ma il numeroverrà memorizzato nella SIM. A questopunto rimuovete nuovamente il ponti-cello A ed effettuate una terza chiama-

ta: come per incanto il cancello si apri-rà. Il circuito ha infatti trovato il vostronumero nella SIM e pertanto ha ritenu-to valida la chiamata attivando il relè diuscita. Per abilitare altri utenti è suffi-ciente ripetere la procedura di memo-rizzazione: col ponticello A inserito,effettuate una chiamata ed il numerorelativo verrà memorizzato nella SIM.Ricordatevi che il numero memorizza-to è quello del vostro abbonamento percui spostando la SIM da un telefono adun altro il sistema continua a funziona-re normalmente. Per disabilitare unutente e rimuovere il numero relativodalla memoria dell’apricancello ènecessario inserire il ponticello B edeffettuare una chiamata con quel tele-fono: automaticamente il numero verràrimosso dalla SIM. Se il telefono non èpiù disponibile (perché, ad esempio, èstato rubato o è stato perso), è necessa-rio rimuovere la SIM dal Falcom A2,inserirla in un comune telefonino ecancellare il numero in questione uti-lizzando la tastiera del cellulare.Concludiamo con un’ultima annotazio-ne. E’ possibile fare memorizzare alsistema anche un numero di un’utenzafissa purché questa sia abilitata perl’invio dell’identificativo del chiaman-te. Potrete, ad esempio, memorizzare ilvostro numero di casa in modo da poteraprire il cancello - in caso di necessità- effettuando una chiamata col telefonodi casa. Una bella comodità, non vi

Circuito stampato, in dimensioni reali, dell’attivatore remoto GSM e prototipo dello stesso a montaggio ultimato. Il dispositivo utilizza un modulo cellulare Falcom A2.

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Corso di programmazionein linguaggio C

Nelle scorse puntate abbiamo analizzato i tipi didati del C, parlando di char, float, double, int e

“stringa”. La variabile di tipo stringa, come sappia-mo, è in termini informatici una sequenza di carat-teri che prende il nome di array. Apprese le nozio-ni fondamentali sulle stringhe e sulle principali fun-zioni che consentono di manipolarle, esaminiamoin questa puntata altri essenziali aspetti del lin-guaggio C. Parleremo innanzitutto di operatori,esaminando quelli fondamentali che possono esse-re suddivisi in aritmetici, di incremento e di decre-mento. Analizzeremo le espressioni che possono

molto semplicemente essere definite come unacombinazione di operatori e di operandi. L'insiemedi più espressioni dà origine ad uno statements,termine nuovo ma già utilizzato sin dalla primapuntata tradotto, in maniera poco rigorosa, in“comandi”; l’insieme di più statements costituisceun programma C. In questa puntata, impareremoanche ad utilizzare un importante costrutto: il ciclowhile. Iniziamo subito con quest’ultimo termine eper comprenderne il significato presentiamo, comeormai siamo abituati, un programma di esempio. Illistato riportato nella pagina seguente consente di


di Alessandro Furlan

Impariamo a lavorare con uno dei più diffusi linguaggi ad alto livello cheper la sua peculiarità di maggiore “vicinanza” all’hardware, rispetto adaltri sistemi evoluti di programmazione quali Pascal e Basic, si inseriscebenissimo nel vasto “mondo” a confine tra l’informatica e l’elettronica.

Quinta puntata.

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stampare sullo schermo del computer il valore in gradiFahrenheit delle temperature tra 0 e 100 gradi.Ci sono parecchi elementi di novità in questo program-ma: subito troviamo un #define. Di che si tratta? Il #defi-ne serve semplicemente a definire una costante (nelnostro caso la costante si chiama FATTORE e assume ilvalore 1,9). Ciò è utile allorché in un programma dob-biamo più volte far riferimento allo stesso valore.Dichiarando una costante all'inizio, quando il valorecostante dovesse cambiare (non sarà il nostro caso, datoche le scale di temperatura non cambiano molto spesso),sarà sufficiente cambiare la riga del #define, e non maga-ri 150 righe di programma dove il valore compare. Adesempio, le poste degli Stati Uniti, poiché i programmiin loro possesso non erano realizzati con questa "finez-za", hanno speso milioni di dollari per correggere tutti ilistati, allorquando il CAP è passato da 4 a 5 cifre, iltutto per non aver usato un #define!Tornando al listato di esempio, troviamo ora un while. Ilcomando while viene utilizzato quando in un program-ma dobbiamo eseguire un gruppo di istruzioni più voltedi seguito, fino a che una certa condizione (espressa traparentesi subito dopo la parola while) non viene verifi-cata. Nel nostro caso il ciclo while è composto da treistruzioni: converte i gradi Celsius in Fahrenheit; stam-pa a video i risultati; incrementa di 1 il valore ditemp_celsius. Il tutto fino a quando temp_celsius nonassume il valore 100. Il ciclo while verrà perciò esegui-to 101 volte, dal momento che prima del whiletemp_celsius vale 0. Il ciclo while è un ottimo spuntoper introdurre l'analisi degli operatori, delle espressionie degli statements. Vediamo quindi gli operatori fonda-mentali del linguaggio C.

GLI OPERATORI ARITMETICI

Il C usa gli operatori per rappresentare operazioni arit-metiche. I più semplici sono: +,-,*,/,= . I primi quattro

simboli sono sostanzialmente quelli che definiscono lequattro operazioni fondamentali, a noi note dalla scuolaelementare. Il loro funzionamento non prevede nessunlato "oscuro". Valgono le consuete leggi dell'aritmetica edell'algebra, a cui siamo abituati.Ad esempio l'istruzione: “c=4+6”, assegna semplice-mente alla variabile c, presumibilmente di tipo Int, ilvalore 10.E' possibile usare gli operatori aritmetici anche nel pas-saggio di parametri ad una funzione. Ad esempio, scrivendo:

printf("Numero %d\n",4+32)

si ottiene la stampa a video della scritta “Numero 36”.Non c'è molto altro da dire sugli operatori aritmetici,salvo una puntualizzazione sull'operatore di divisione(/). Come si sa, non sempre la divisione è definita all'in-terno dei numeri interi. La divisione 7/4, ad esempio,non ha come risultato un numero intero. Ecco che l'ope-ratore di divisione può essere utilizzato in diversi modi,a seconda del tipo di dati che andiamo a dividereVediamo il listato di esempio riportato nel box dellapagina a lato. Il risultato sarà quello di avere su schermo:

Divisione intera: 7/4 fa 1Divisione float: 7/4 fa 1,75

In definitiva, ricordate che l'operatore di divisione dàrisultati diversi a seconda del tipo di dividendo e di divi-sore che possono essere int o float. Quando sono di tipoint si avrà un fenomeno di troncamento (verrà restituitala parte intera del risultato).

L'OPERATORE %

Discorso a parte merita anche l'operatore %, che è chia-mato operatore modulo. In pratica, serve a trovare il

/*temperat.c - stampa la conversione tra gradi Celsius in Fahrenheit*/#include <stdio.h>#define FATTORE 1,9int main(void){int temp_celsius;float temp_fahrenheit;

temp_celsius=0;while (temp_celsius <=100)

{temp_fahrenheit=(temp_celsius*FATTORE)+32;printf("Gradi Celsius : %d Gradi Fahrenheit: %f\n",temp_celsius,temp_fahrenheit);temp_celsius++;}

return 0;}

Semplice programma in grado di stampare sullo schermo del computer il valore in gradi Fahrenheit delletemperature comprese tra 0 e 100 gradi; il programma

utilizza il ciclo while.

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#include <stdio.h>int main (void){

printf("Divisione intera: 7/4 fa %d\n", 7/4);printf("Divisione float: 7/4 fa %1.2f \n", 7/4);}

/*prepost.c*/include <stdio.h>int main(void){int a,b,c,d;a=1;b=1;c=a++;d=++b;printf("a:%d b:%d c:%d d:%d\n",a,b,c,d);}

resto di una divisione tra numeri interi. Vediamo unesempio e consideriamo l'istruzione: “c=13 %5”, dove cè come di consueto una variabile di tipo int. Alla varia-bile c verrà assegnato il valore 3 in quando il resto delladivisione intera 13/5 è 3.

GLI OPERATORI DI INCREMENTO E DECREMENTO

Il C possiede due operatori di incremento e decremento,++ e --. Il loro significato è rispettivamente di aumenta-re e di diminuire di 1 il valore di una variabile. Ad esempio l'istruzione: “a++” è del tutto equivalente,dal punto di vista sintattico all’istruzione: “a=a+1” e lostesso vale per il --. Ciascuno dei due operatori esiste in due varietà: prefis-sa e postfissa. La differenza è marcata quando tali ope-ratori si trovano all'interno di assegnamenti.Vediamo il listato riportato nel box di questa pagina.L'output sarà: “a: 2 b:2 c:1 d:2”Capiamo il concetto:c=a++ il valore di a viene incrementato dopo averloassegnato;d=++b il valore di b viene incrementato prima di aver-lo assegnato.A prima vista è leggermente difficile da capire, ma pro-vate a seguire passo passo l'esecuzione del programma(magari aiutandovi con un foglio di carta, e scrivendo adogni passo i valori che assumono le variabili) e siamocerti che tutto sarà più chiaro.Il metodo dell'esecuzione a mano è sempre raccoman-dabile quando non riusciamo ad occhio a capire cosafaccia un determinato programma, naturalmente si puòfare quando il listato è semplice, quale è il nostro esem-pio.Un'altra piccola parentesi: abbiamo detto che le istruzio-ni a++ e a=a+1 sono equivalenti. Dal punto di vista delprogrammatore e della correttezza del programma que-

sto è vero, allora perché usare a++ ? La risposta è sem-plice: perché il processore esegue molto più velocemen-te l'incremento! Questo perché l'operazione viene ese-guita in una sola istruzione macchina operando sui regi-stri interni del processore, mentre a=a+1 costringe ilprocessore ad seguire accessi alla memoria, che come sabene chi lavora con hardware a basso livello è una delleoperazioni più costose in quanto a tempo di calcolo.Per una singola istruzione, la cosa non è tangibile, tantogrande è la potenza delle macchine che abbiamo a dispo-sizione, ma pensiamo ad un ciclo in cui una variabileviene incrementata qualche milione di volte...Spieghiamo ora i termini espressione e statement (tra-ducendolo come "comando")Uno statement è formato da espressioni, e una serie distatements costituisce un programma C.

ESPRESSIONI

Una espressione consiste di una combinazione di opera-tori e di operandi (un operando è un dato su cui l'opera-tore opera - scusate il gioco di parole -!). La più sempli-ce espressione è un semplice operando. Queste sonotutte espressioni valide:

4-6a*(b+c/d)/20q=5*2x=++q % 3

Come vedete, gli operandi possono essere costanti,variabili, o una combinazione delle due cose. Alcuneespressioni sono composizioni di espressioni più sem-plici, chiamate sottoespressioni (in inglese subexpres-sions). Per esempio, in: “a*(b+c/d)/20”, c/d è una sot-toespressione. Un'importante proprietà è che in C ogniespressione ha associato un valore. Per trovare il valore

Listato di programma C che utilizza gli operatori di incremento

e di decremento.

Non sempre la divisione è definita all’internodi numeri interi; per questo motivo occorrerammentare che l’operatore di divisione dàrisultati diversi a seconda che dividendo e

divisore siano di tipo int o float. Il listato soprariportato chiarisce questo concetto.

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vanno eseguite le operazioni nell'ordine di precedenzadegli operatori, eseguendo ad esempio prima le opera-zioni tra parentesi, tenendo conto della precedenza dellamoltiplicazione sull'addizione, e delle altre proprietàdell'aritmetica che conosciamo dalle scuole elementari.Vediamo degli esempi:

espressione valore-3+6 3c=3+9 125 > 4 1 (*)6+(c=2+9) 17

(*) = da interpretare come "true", valore di verità.Direte: ma l'ultima espressione è valida? Ebbene si! E'perfettamente legittima, in quanto è formata dallasomma di due sottoespressioni, e ciascuna delle due haun valore. La loro somma è pertanto definita, in quantoavrà associato un valore.

STATEMENTS

Come abbiamo già detto, nelle scorse puntate avevamotradotto "statements" come "comandi". Ora, dal momen-to che tale traduzione non è sufficientemente rigorosa, enon essendoci parole italiane per meglio definire il con-cetto, preferiamo lasciare il termine nella lingua origina-le. Gli statements sono gli elementi costruttivi primaridi un programma. Un programma è una sequenza di sta-tements; si dice anche che uno statement è un’istruzio-ne completa. Come è fatta dunque un'espressione com-pleta? In C qualunque espressione seguita da un punto evirgola (;) è uno statement.

c=3+9 è un'espressionec=3+9; è uno statement

(notare il punto e virgola).4+9; è uno statement

L'ultimo esempio è però uno statement poco significati-vo, in quanto nell'esecuzione del programma non avràalcun significato. Solitamente, gli statements sono usatiper cambiare valore ad una variabile (o assegnarlo). Adesempio: “x=25;” e “++x;”. Un'altra importante nozione è questa: in C una sequenza

di statements compresa fra due parentesi graffe ({}) èdetta blocco. Nel nostro esempio all'inizio avevamo:

while (temp_celsius <=100){temp_fahrenheit=(temp_celsius*FATTORE)+32;printf("Gradi Celsius : %d Gradi Fahrenheit:%f\n",temp_celsius,temp_fahrenheit);temp_celsius++;}

le tre istruzioni comprese fra le graffe sono un blocco.Nel nostro caso specifico costituiscono il blocco delciclo while. Possiamo quindi spiegare in termini più espliciti il fun-zionamento del ciclo while dicendo che generalmente ilsuo formato è il seguente:

while (condizione){(blocco)}

Ora, appena nell'esecuzione si arriva al while, comeprima cosa viene valutata la condizione. Se essa è veri-ficata, si esegue quanto c'è nel blocco (uno o più state-ments). Il programma provvede poi a valutare nuova-mente la condizione. Se è valida, si riesegue il blocco, seinvece ora questa risulta falsa, l'esecuzione del program-ma prosegue dall'istruzione DOPO la parentesi graffache chiude il blocco. Osservando il listato di programma riportato in questapagina, possiamo affermare che se viene realizzata unacondizione che risulta sempre verificata, si ottiene che ilblocco venga eseguito un numero infinito di volte. In questo caso, è stato realizzato quello che in linguag-gio C viene denominato loop infinito. In pratica, otte-niamo un programma che non termina mai. Per concludere, vi lasciamo un esercizio. Scrivete unprogramma che calcola la somma dei primi 20 numeriinteri (1+2+3+4………….+20), facendo uso del ciclowhile. La soluzione nella prossima puntata.

/*infinito.c*/#include <stdio.h>int main(void) {while(5>3)

{printf("QUESTO PROGRAMMA NON TERMINA MAI\n");}

return 0;}

Quando in un listato di programma troviamo il while, comeprima cosa viene valutata la condizione: se essa è verificata si

esegue quanto c’è nel blocco. Se la condizione, come nell’esempio di questo box, risulta sempre verificata, il blocco

viene eseguito un numero infinito di volte (loop infinito).


Non è passato molto tempo da quando (era il gen-naio di quest'anno...) abbiamo proposto il progetto

della gettoniera elettronica con le nuove chipcardda 2 Kbit, che già abbiamo pensato ad una suavariante molto richiesta soprattutto da partedi chi deve gestire erogatori automatici diservizi a tempo, quali possono esseredegli abbronzatori UVA, telefoni adisposizione del pubblico, video-giochi, aspiratori da autolavaggio,e tanti altri ancora. Si trattasempre di un controllo permacchinette automatichebasato su tessere ricarica-bili, solo che stavolta ilrelè di uscita non si attivaa tempo determinatoma, introdotta lacard, scatta e restaeccitato fino aquando non la siestrae dal lettore, ovverofino al termine del credito resi-duo; quest'ultimo viene scalato auto-maticamente allo scadere di ogni unità ditempo (impostabile, in fase di preparazione, tra 5e 255 secondi). Il sistema è destinato ovviamente all'au-tomazione di apparecchiature rivolte al pubblico, ed è

molto pratico perché evita il ricorso alle monete o aitradizionali gettoni, consentendo ai clienti di accedere

ai servizi per un certo numero divolte o per un tempo massimo,

semplicemente acquistandodel credito (unità di

tempo) preventi-vamente e facen-

dosi così ricaricarela carta. Precisiamo

che, analogamente allagettoniera a scalare,

anche in questa le chipcardvengono "rifornite" di un

certo numero di crediti(0÷255): la differenza sta nel

fatto che stavolta un'unità nonviene scalata semplicemente intro-

ducendo ed estraendo la tessera dallettore, perché dopo l'introduzione il

microcontrollore provvede a contare iltempo trascorso, scalando un credito

ogni volta che passa un'intervallo pari alladurata impostata per esso. In pratica, facen-

do un esempio, se il dispositivo viene prepa-rato (poi vedremo come...) per avere crediti

della durata di 5 secondi, lasciando inserita la carta perun minuto questa perde 12 unità (60s / 5s = 12), per due

GETTONIERACON CREDITO

A TEMPO

SMART CARD

di Carlo Vignati

minuti viene scalata di 24 unità, ecc. Riassumendo,ogni volta che si introduce la tessera il sistema provve-de a toglierle un credito e ad attivare il relé per l’unitàdi tempo impostata. Trascorsa tale unità lagettoniera può disattivare il relè se latessera è stata estratta o i crediti sonodivenuti uguali a zero oppure puòlasciare il relè attivo (... per l’unità ditempo impostata) e decrementare di 1il credito della tessera. In pratica, ilcredito della tessera viene decre-mentato di 1 per ogni intervallo ounità di tempo che passa finchénon si estrae la tessera. Quandonon resta più nulla, la schedasegnala al cliente che è ora di prov-vedere ad una nuova carica, ovvero adacquistare altri crediti. Questo è in sin-tesi quello che fa il progetto di questepagine. Abbiamo detto che la scheda fun-ziona da lettore delle chipcard e provvedealtresì a scrivervi i dati d'uso quando si scala-no i crediti: però va precisato che una tesseraper poter essere utilizzata deve venire preven-tivamente inizializzata; in altre parole, al finedi ottenere una carta di credito compatibilecon la nostra "gettoniera" elettronica occorre che lastessa venga configurata con determinate informazioni,

prima tra tutte il Programmable Security Code. Ma nonsolo, perché dopo tale formattazione è prevista una suc-cessiva operazione di caricamento dei crediti: va perònotato che mentre l'inizializzazione viene fatta una sola

volta, la ricarica si esegue per tutte le volte cheserve, e cioè quando finiscono i crediti.Prima della preparazione delle tessere,inserendo e togliendo una terza card d'ini-zializzazione (le prime due sono MasterPSC e Master Crediti...) chiamata Master

Tempo, si comunica al microcontrollorequale è la durata che deve attribuire ad

ogni unità di credito, ovvero quantodura ogni intervallo trascorso ilquale deve togliere un credito allatessera. Rammentate che per il siste-ma non tutte le chipcard sono ugua-li, ed occorre necessariamente ado-perare quelle da 2 Kbit basate sulchip SLE4442 della Siemens e chetali tessere devono essere già confi-gurate per la procedura di inizializ-zazione, caratterizzate cioè da unPSC uguale a FFFFFF hex. Non

tentate di usare altre carte compati-bili ma con diverso Programmable

Security Code, perché il software che abbiamo messo apunto svolge l’operazione di inizializzazione suppo-


Controllo elettronicoper la gestione dei crediti, adatto ad

erogatori automatici di servizi, accessi a computer e simili.

Inserendo una tessera achip, purché carica, si

aziona un relè che restaeccitato fino a quandola tessera dispone di

credito o finché non lasi estrae dal lettore.


nendo che il PSC sia FFFFFF, con ilrisultato che se i due sono differenti alterzo tentativo di comparazione lachipcard diventa inutilizzabile. Dettociò e dato per scontato che ormai, doponumerosi articoli, sappiate come fun-zionano le chipcard da 2 Kbit, andiamopure ad analizzare lo schema mostratoin queste pagine: l'elemento principaleè evidentemente il microcontrollore, ditipo PIC16F84, che provvede a gestireil colloquio con le tessere ISO7816introdotte nel lettore, in lettura ed inscrittura. Il software consente inoltre 4modi operativi, che vengono avviati inbase al tipo di chipcard introdotta e chesono: 1) normale; 2) inizializzazione;

3) caricamento dei crediti; 4) imposta-zione durata dell’unità di credito. Lamodalità normale è quella tipica nellaquale il circuito funziona come unagettoniera elettronica a tempo: introdu-cendo la chipcard preventivamente ini-zializzata e caricata viene attivato ilrelè d'uscita che resta eccitato fino a

quando la stessa rimane nel lettore o siscarica: in tal caso il cicalino emettedue beep in sequenza. Per garantire lasicurezza del sistema il PIC provvede aridurre di un'unità il credito disponibilee solo dopo che il credito è stato dimi-nuito (l’operazione di scrittura nellatessera è avvenuta correttamente)comanda il relè. Questo controllo èstato inserito appositamente perché persua natura la card da 2 Kbit può esseresempre letta mentre per la scritturaoccorre comparare il PSC. Vi chiedere-te dunque il senso di questo discorso.Ebbene, eccolo spiegato: se non siprovvedesse alla scrittura in memoriadella diminuzione del credito, il siste-ma si attiverebbe comunque anche

schema elettrico


introducendo una tessera uguale macon diverso PSC, quindi usata per unsistema analogo, purché contenente inecessari dati di credito nelle appositelocazioni di Frame Memory; invecescrivendo prima la riduzione di un'uni-tà si è certi dell'incasso, e soprattuttoche la "carta" sia adatta all'impianto,perché in caso contrario la comparazio-ne del Programmable Security Codedarebbe esito negativo e anzi, dopo letre volte "fatidiche", la stessa (card)verrebbe resa inutilizzabile.Insomma, come è ovvio, prima dell'usouna tessera deve essere stata adattata alnostro sistema, ovvero "formattata",quindi in essa vanno introdotti i datiriguardanti il credito "spendibile" per il

servizio associato alla gettoniera. Laformattazione (inizializzazione) per-mette di azzerare i dati della chipcardsostituendo il PSC originario con unodiverso da micro a micro e prelevatodirettamente dalla memoria di pro-gramma del microcontrollore: alloscopo richiedendo anche il solo PIC

locazioni utilizzate nella chip card

la chipcard da 2KbitSi tratta di una tessera ISO7816 basata sul componente SLE4442 della Siemens, una memoria intelligente da 2048 bit (2Kbit) acces-sibile mediante l'introduzione e la comparazione di un Codice di Sicurezza. La memoria è una EEPROM anche se una parte di essafunziona all'occorrenza da PROM consentendo di registrarvi dati che poi - bruciato un fusibile di protezione- non potranno più esseremodificati; dispone di uno spazio di memoria pari a 256K bit, dei quali una grossa parte è disponibile per memorizzare informazio-ni da utilizzare, nel nostro caso, per il credito, mentre vi sono piccole aree iniziali riservate alla protezione. La prima parte dellaEEPROM - dal byte di indirizzo 0 al 31- costituisce la memoria permanente che, configurando l'apposito bit di protezione, può esseredestinata alla sola lettura, cosicché i dati scritti una volta potranno soltanto essere letti ma non modificati o cancellati (funzionePROM); la locazione iniziale (byte 0) è solitamente riservata alla scrittura del Manufacturer Code. Dalla locazione 32 in poi la memo-ria è leggibile senza alcun problema o limitazione, mentre per potervi scrivere occorre introdurre e comparare il Personal SecurityCode (PSC) contenuto in un'area supplementare di EEPROM chiamata Security Memory: quest'ultima è composta da 4 locazioni checontengono lo stato dell'Error Counter (bit 0÷2) e il codice di accesso vero e proprio, solitamente scomposto ed espresso con altret-tanti gruppi di cifre esadecimali del tipo AA AA AA, o FF FF FF. La sequenza di accesso a scrittura e cancellazione della EEPROMconsiste nell'introdurre il PSC ed effettuare la comparazione con quello residente nella tessera: se il confronto dà esito positivo si pos-sono effettuare le operazioni di erase/write, mentre in caso contrario l'accesso è negato; dopo tre comparazioni del codice di sicurez-za l'Error Counter viene ridotto a zero e non è più possibile cambiare lo stato della EEPROM, che può quindi essere soltanto letta.Pertanto ad ogni operazione che richieda il confronto del PSC occorre azzerare l'E.C., ovvero riportare ad 1 logico tutti e tre i bit chelo rappresentano, mediante un apposito comando; notate che per tutte le sezioni del chip cancellare un bit significa portarlo ad 1 logi-co, mentre scriverlo equivale a ridurlo a zero. Osservate ancora che nel caso dell'Error Counter i 3 bit che lo compongono non danno8 possibilità (2 alla terza...) ma solo tre, dato che ciascuno di essi viene posto a livello basso ad ogni comparazione del PSC.L'operazione di passaggio 0/1 di un bit è chiamata azzeramento (erase). Riguardo al metodo usato per accedere al contenuto dellamemoria, occorre un bus di due soli fili più uno per il clock (input, C3) dei quali il primo costituisce la linea dei dati (I/O, contatto C7)bidirezionale usata per mandare e ricevere le informazioni in forma seriale, a livello TTL; l'invio dei comandi e dei dati di I/O avvie-ne sempre durante il fronte di discesa del segnale di clock. C'è poi il canale di RESET (input localizzato al punto C2) che viene gesti-to dal dispositivo di comunicazione esterno con il quale si interfaccia il chip.

programmato dovrete acquistare il setdi tessere necessarie a tutte le procedu-re, cioè quella per l'inizializzazione(Master PSC) e quella del caricamentocrediti (Master Crediti) nonché laMaster Tempo che, a differenza delleprime due, carica nella EEPROM delmicro la durata temporale dei crediti.

C1VCC

RST

CLK CLKN.C. N.C.

GND

N.C.

I/O

N.C.

C5

C2 C6

C3 C7

C4 C8

pin sim. funzioneC1 VCC alimentazione

resetingresso clocknon collegato

RSTC2C3C4

I/ON.C.

pin sim. funzioneC5 GND massa

non collegatolinea datinon collegato

N.C.C6C7C8

La nostra chipcard dispone di 8 linee di ingresso uscita,in questo box vediamo la relativa pin-out.


Torniamo adesso alla fase in questionee vediamo che con essa si prepara lachipcard all'uso con il sistema, dato cheadattando il PSC a quello del microviene subito riconosciuta in ogni suc-

cessiva applicazione, salvo il fatto cheresta comunque vuota, almeno per ilmomento. Notate che mentre il funzio-namento normale si ottiene semplice-mente alimentando il circuito, senza

fare altro, il modo di inizializzazioneva avviato introducendo nel lettore unachipcard che chiamiamo Master PSC, eche è caratterizzata dall'avere il dato0A esadecimale agli indirizzi di memo-

il flow chart del programma

Il programma principale consente lagestione della chipcard utente e quindil’attivazione del relè per il tempo impo-stato e il decremento dei crediti dispo-

nibili nella tessera.

Il tempo da associare al credito viene “comunicato” almicro mediante una chipcard Master Tempo. Le routine diinizializzazione e di ricarica vengono attivate e disattiva-te mediante due particolari tessere che abbiamo denomi-

nato Master PSC e Master Crediti.


ria 50 e 51 hex. Per chiarire la cosa sap-piate che ogni volta che il PIC16F84rileva l'introduzione di una tessera nellettore (utilizza allo scopo la lineaRB1, relativa al contatto 2) va a cerca-

re i dati nelle locazioni indirizzate da50, 51, 52 e 54 esadecimali, quindi ese-gue i quattro possibili programmi difunzionamento a seconda di quello chetrova: se nella zona 50 hex non rileva

0A ignora la lettura delle successive51, 52 e 54 perché la card letta è una diquelle dell'utente (inizializzata omeno...) perciò avvia la procedura nor-male di lettura del credito residuo, con-

La gestione della gettoniera a temporichiede un software in grado di faresvolgere al microcontrollore 3 diversi

sottoprogrammi; lo scopo è permettere losvolgimento delle procedure di inizializ-

zazione, introduzione del credito, deltempo, nonché il normale utilizzo.

Vediamo dunque come funziona il micro:dopo l'accensione e l'inizializzazione

degli I/O viene testata la presenza dellachipcard grazie all'apposito contatto dellettore, che lascia a zero logico il piedino7 (RB1) non appena si verifica l'inseri-mento. A questo punto si va a leggere la

locazione 50 (esadecimale) per cercare ildato 0A che identifica le carte Master: se

questo manca si ha a che fare con unacard utente o con altro, e per prima cosaviene fatta la comparazione del PSC conquello presente nel micro, quindi se i due

combaciano si procede alla lettura delnumero di crediti disponibili. Adesso, seve n'è almeno uno si procede alla dimi-nuzione di un'unità, altrimenti il pro-

gramma torna all'inizio, cioè alla ricercadella presenza della tessera. Se c'è credi-

to possono verificarsi due situazioni:quando è uno solo il decremento porta

ad azzerarlo, quindi il cicalino è forzatoad emettere tre beep in rapida sequenza;se diminuendo di un'unità rimane ancora

del credito il cicalino emette una solanota acustica. In ogni caso il passaggioseguente è la correzione del numero deicrediti disponibili nella memoria della

chipcard, a cui segue la verifica: se qual-cosa va storto, ovvero la card non è pie-

namente compatibile con il sistema, ilcicalino emette un beep ciclicamente,

fino a quando la stessa non viene estrattadal lettore. Se invece va tutto bene si

attiva il relè e rimane eccitato fino alloscadere del tempo impostato. Quanto

detto riguarda il funzionamento normale,ma vediamo invece quello in programma-

zione, suddiviso in tre routine: una perl'inizializzazione, l'altra per la ricaricadelle card utente e l'ultima per la confi-gurazione della durata di ogni unità dicredito. L’inizializzazione si avvia se,

dopo l'inserimento della tessera nel letto-re, il dispositivo trova 0A alla locazione50 esadecimale, nel qual caso al blocco

di test CARTA MASTER? la risposta è sì:viene dunque testata la locazione 51 hexe se in essa si trova ancora 0A vuol dire

che si ha a che fare con una Master PSC,nel qual caso si attiva la procedura di

inizializzazione. Entrando nella procedu-ra viene acceso il led rosso di program-

mazione, il cicalino emette un beeplungo, poi attende l'estrazione della cartae l'introduzione di una nuova con PSC =

FFFFFF; se si introduce ancora laMaster PSC l'operazione termina prema-turamente, viene spento il led rosso e ilcicalino emette ancora una lunga notaacustica, quindi si torna al programma

main per la lettura della presenza di unanuova tessera. Se invece nel lettore si

inserisce una carta vuota il microcontrol-lore provvede al confronto del

Programmable Security Code con quellodi default (FFFFFF) quindi scrive quello

che ha in memoria nella EEPROMdella tessera stessa, inizializzandola:ora si attende l'estrazione e l'inseri-

mento di una nuova tessera da iniziali-zare. Come già detto, la procedura ter-mina quando si inserisce nuovamentela Master PSC. Vediamo infine la fase

di carica: partendo dal solito pro-gramma main, una volta rilevata lapresenza della tessera si controlla la

locazione 50 hex per cercare il codice(0A) Master, quindi alla 51 non deve

trovarsi nulla mentre alla 52 troviamoancora 0A, il che indica che la card è

una Master Crediti; parte allora laprocedura di ricarica con l'accensionedel led di programmazione e l'emissio-ne di un lungo beep da parte del cica-lino. Dalla memoria della chipcard silegge (indirizzo 53 hex) il numero di

crediti da caricare, lo si mette in RAM(nel micro) poi si aspetta l'estrazione

della Master Crediti e l'introduzione diuna tessera utente già inizializzata:viene fatta la comparazione del PSCper poter scrivere, quindi se dà esito

positivo (PSC = PSC del microcontrol-lore) il circuito trasferisce alla loca-zione 40 hex i dati relativi al numero

di crediti, effettuando la carica. A que-sto punto l'operazione è conclusa e siattende l'estrazione della tessera uten-te e l'introduzione di una nuova. Non

appena si reintroduce la MasterCrediti il micro esce dalla fase di rica-rica facendo emettere un beep lungo al

cicalino, e lasciando spegnere il ledrosso: si torna a far girare il program-

ma main. Introducendo la MasterTempo (0A nella locazione 54) il microeffettua una CALL alla subroutine di

TEMPO: per prima cosa si accende illed rosso (LD1) poi il cicalino emetteun beep lungo, il micro legge i dati didurata dell'unità di credito dalla chip-card, li visualizza in forma decimale

sul display (5÷255) e poi li salva nellapropria EEPROM; testa ancora lapresenza della carta e non appena

viene estratta spegne il solito led, faemettere un nuovo segnale acustico,manda in blanking i tre display del

visualizzatore, e ritorna al programmamain (RET).


piano di montaggio dell’unità base

DS1: Dip switch 2 poliBZ: Buzzer 12V con oscillatore

Varie:- morsettiera 2 poli (2 pz.);- connettore 5+5;- zoccolo 9 + 9;- stampato cod. S288.(tutte le resistenze sono 1/4 W 5%)

COMPONENTI

R1: 4,7 KOhmR2: 10 KOhmR3: 2,2 KOhmR4: 1 KOhmR5: 10 KOhmR6: 10 KOhmR7: 10 KOhmR8: 10 KOhmR9: 1 KOhmR10: 10 KOhmR11: 1 KOhmR12: 1 KOhmR13: 1 KOhmR14: 10 KOhmR15: 10 KOhmC1: 220 µF 25VL elettr.C2: 470 µF 16VL elettr.C3: 220 µF 16VL elettr.C4: 100 nF multistratoC5: 22 pF ceramicoC6: 22 pF ceramicoC7: 100 nF multistratoD1: Diodo 1N4007D2: Diodo 1N4007LD1: Led rosso 5 mmLD2: Led verde 5 mmU1: 7805 regolatoreU2: PIC16F84-04 (MF288)T1: BC547B transistor NPNT2: BC547B transistor NPNT3: BS250 mosfet Q1: Quarzo 4 MhzRL1: Rele 12V 1SC

anche essa a 0A, la carta presente nellettore è una Master PSC, quindi avviala parte di programma che provvedeall'inizializzazione e che può essereriassunta così: forza l'accensione delled rosso LD1, quindi parte un impulsodal piedino 11 che polarizza la base delT1 mandando questo in saturazione efacendo alimentare il cicalino, cheemette un breve suono. Da adesso efino a che non si estrae e si reinserisce

fronto del PSC e decremento di un'uni-tà del predetto credito, oltre a generarele azioni locali consistenti nell'emissio-ne della nota acustica da parte del cica-

lino, e dallo scatto del relè. Se invecetrova la locazione 50 a 0A (TesseraMaster), il microcontrollore proseguela lettura e testa la 51 hex; trovando

la carta Master PSC, tutte le chipcardinfilate nel lettore vengono sottopostead inizializzazione: ad ogni inserimen-to il micro esegue il confronto del

La nostra gettoniera prevede un display a led perle necessarie visualizzazioni ogni volta che unutente introduce una chipcard nel lettore per

accedere al servizio collegato. Inoltre, in fase diinizializzazione il display visualizza la scritta

PSC, durante il carico vengono visualizzati i cre-diti che la scheda provvede a trasferire in ogni

tessera utente inserita. Infine, inserendo la MasterTempo appare il numero indicante la durata

(espressa in secondi) di ciascuna unità di tempo.


Programmable Security Code conquello di default (ricordate che si aspet-ta FFFFFF e che se la card non ha talePSC dopo tre tentativi viene resa inuti-lizzabile!) quindi scrive il nuovoProgrammable Security Code copian-dolo dalla propria EEPROM, operazio-ne confermata dall'emissione di unbeep da parte del cicalino piezo; ricor-date che ogni PIC ha il proprio codicepersonalizzato diverso dagli altri. Si

carta Master Crediti: essa viene ricono-sciuta perché oltre ad avere il valore 0Anella locazione 50 hex (simbolo dell'e-lemento Master) lo ha pure nella 52hex, quindi il PIC16F84 esegue la rela-tiva parte di programma accendendoancora una volta il led rosso LD1 efacendo emettere il solito suono alcicalino. Poi legge lo stato della zona dimemoria indirizzata da 53 esadecima-le, perché in essa è registrato il numero

momento della richiesta di tale tesseraoccorre specificare con quanti crediti sidesidera caricare le proprie tessere,scegliendo tra 3 e 255.Estratta la carta è possibile inserirequelle preventivamente inizializzate(PSC = PSC del microcontrollore) pereffettuare le ricariche: i dati del creditoprelevati dalla locazione 53 hex dellaMaster Crediti e tenuti in RAM dalPIC16F84 vengono perciò scritti nella

estrae dunque la tessera e se ne intro-duce una nuova; il sistema continua l'i-nizializzazione fino a quando nonviene reintrodotta nel lettore la MasterPSC, allorché termina la procedura: ilpiedino 6 torna a livello alto e il ledrosso si spegne, e contemporaneamen-te un impulso sul pin 11 fa emettereancora un beep al solito BZ, confer-mando l'abbandono.Terminata la fase di inizializzazione ilmicrocontrollore ritorna al programmaprincipale ed attende sempre che vengaintrodotta una chipcard. Logicamente,dopo la formattazione (preparazione)delle tessere occorre provvedere alcaricamento del credito, procedura chesi avvia introducendo nel lettore la

dei crediti che va caricato. Notate chetale quantità è caratteristica per ognicard Master Crediti e viene registrata almomento della preparazione, perciò al

EEPROM della chipcard, ma all'indi-rizzo esadecimale 40, quindi se l'opera-zione va a buon fine il circuito lo con-ferma facendo emettere una nota acu-stica al solito cicalino (1 tessera=1beep) allorché si deve togliere la card einfilarne una nuova; per chiudere laprocedura bisogna introdurre ancora laMaster Crediti, azione che determinal'uscita dalla subroutine di carica ed ilrientro al programma "main". Il cicali-no emette un nuovo beep ed il led rossoLD1 si spegne.Terminato anche il caricamento deicrediti il sistema potrebbe già lavorarecon le card appena preparate, tuttaviagli manca ancora un parametro: iltempo di ciascuna unità di credito.

Il montaggio dell’unità basenon presenta particolari dif-ficoltà. Preparata la baset-ta potete iniziare a montarvitutti i componenti, partendoda quelli a più basso profiloe cioè le resistenze e i diodi.E' poi la volta degli zoccoli,dei condensatori e dei diodiluminosi, rammentando cheLD1 è rosso e LD2 verde.Quindi sistemate il quarzo

Q1 per il quale non occorrerispettare alcun orientamen-to. Montate i due transistored il mosfet tenendoli rivolticome mostra la disposizione

dei componenti e poi il cicalino BZ. Quanto al relè,

ne occorre uno FEMEMGP001 a 12 volt, o

comunque uno di tipo com-patibile (es. quelli della

Original o della Finder):entra nello stampato in un

solo verso.


COMPONENTI

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

la sezione di interfaccia in pratica

Questo si carica nella EEPROM delmicrocontrollore tramite un'appositaprocedura che consiste nell'infilare laterza carta Master nel lettore, ovvero laMaster Tempo, la quale contiene l'in-formazione necessaria: una volta intro-dotta il micro ne sente la presenza e vaa cercare il solito dato 0A nella loca-zione 54 hex; se lo trova procede acqui-sendo il numero corrispondente aisecondi per ogni credito (5÷255) e lotrasferisce nella propria memoria, poiattende che l'utente tolga la tessera perterminare la procedura.

IL FUNZIONAMENTODELLA GETTONIERA

Vediamo allora cosa accade nel mododi funzionamento normale, cioè quan-do il sistema ha a che fare con l'utentecui deve erogare il servizio: comeaccennato la scheda parte in tale moda-lità quando, introdotta una carta, ilmicrocontrollore non trova il dato 0Anella locazione 50, e ritiene perciò cheessa non sia una Master. Legge dunquenella 40 hex, verifica la presenza delcredito, quindi ne toglie un'unità com-parando il PSC, ed attiva il relè RL1.Questo in sintesi, tuttavia con qualche

precisazione comprenderete megliocosa accade esattamente nel dispositi-vo. Il relè rimane eccitato non per due,tre o più secondi, ma fintantoché la tes-sera non venga estratta dal lettore,ovvero fino alla disponibilità di credito,che in tempo corrisponde alla durata diun'unità moltiplicata per il numero diunità introdotte nella procedura con laMaster Crediti. Ad esempio una cartada 200 unità da 10 secondi dura in tutto2000 s, ovvero 33 minuti e 20".

Chiaro? Dal momento dell'inserimentoun'apposita routine (Tempo) forza l'ac-censione del led rosso, fa emettere unbeep e visualizza il credito disponibile,quindi conta i secondi della prima unitàappena scalata ed allo scadere ripete lepredette segnalazioni (beep+led+dis-play) e così ogni volta che trascorreun'unità di credito: se la chipcard hapreimpostati 5 s ciò si replica ogni 5secondi, se ne ha 10 ogni dieci... Lo scambio di RL1 può essere impie-

piano di cablaggio dell’unità di visualizzazione

COMPONENTI

R1: 47 Kohm trimmermontaggio orizzontale

R2: 4,7 Kohm

- flat cable 4 poli;- circuito stampato

codice S275.(Le resistenze utilizzatesono da 1/4 di watt al 5%)

DIS2: Display 7 segm. ACDIS3: Display 7 segm. AC

Varie:- zoccolo 20 + 20 pin;

R3: 4,7 KohmC1: 100 nF ceramicoC2: 100 nF ceramicoU1: MM5450DIS1: Display 7 segm. AC


gato convenientemente per comandareun impianto elettrico più complesso oun motore, ma non un'elettroserratura,dato che scatta e resta eccitato per untempo che può essere anche lungo.Comunque usate i morsetti OUT comei capi di un interruttore, rammentandoche si possono commutare al massimo250 Vac ed una corrente di 10 ampèreusando il relè che abbiamo usato noi.Bene, a questo punto è il caso di descri-vere l'interfaccia verso il lettore di

chipcard, e la relativa comunicazione,per la quale abbiamo impiegato le lineeRB2, RB4, RB6 (rispettivamente piedi-ni 8, 10, 12) del microcontrollore pergestire rispettivamente i canali di I/Odati, Clock e Reset collegati diretta-mente alle lamelle di contatto del letto-re attaccato ai punti 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8,marcati Memory Card del circuitostampato; quanto al clock, dal piedino10 esce un segnale generato interna-mente al PIC con un timer software,

utilizzato per la scansione delle opera-zioni di read/write. Anche il pin 12viene usato come uscita e genera gliimpulsi di reset secondo quanto impo-stato dal programma; invece il piedino8 è inizializzato come I/O open-collec-tor e dispone della propria resistenza dipull-up (R10). Abbiamo scritto il soft-ware di gestione in modo da riconosce-re la condizione logica del contatto n.c.di presenza-tessera del lettore: a riposoi punti 1 e 2 sono chiusi e vi è pratica-mente cortocircuito tra positivo dei 5volt ed il piedino 7 (linea RB1 delmicrocontrollore); inserendo una chip-card il contatto si apre ed il predetto pinpuò quindi assumere il livello logicobasso per effetto della resistenza R3,indicando al microcontrollore che deveiniziare le operazioni: quando ciòavviene si forza allo stato zero la lineaRB7 (pin 13) ed il mosfet di potenzaT3 (un IRF9530, IRF9520 o simile...)entra in piena conduzione (on) facendoscorrere corrente dal ramo positivo dei5 volt al contatto 1 del lettore, facentecapo al punto d'alimentazione dellalogica interna alla chipcard.In questo progetto usiamo il bus mar-cato OUT, composto dai fili A e B, cheimpiega le linee RA0 ed RA1 per

schema a blocchi interno della chipcard da 2 Kbit

Il nostro sistema per chipcard al completo.Come si può osservare il dispositivo è stato

realizzato su tre distinte basette: una base sucui trova posto il microcontrollore, il relè e lasezione di alimentazione; una di interfacciacon il connettore ISO per chipcard e una di

visualizzazione.

la gettoniera è realizzatasu tre diverse schede


la prima serve per il transito del clockche scandisce la comunicazione con lagettoniera. Del circuito non c'è moltoda dire essendo semplicissimo e tuttocostruito attorno ad un integrato speci-fico per il controllo di display a led ediodi luminosi in generale: si trattadell'MM5450N della NationalSemiconductors, un chip intelligenteche funziona da pilota CMOS per dis-play a led ad anodo comune. I dati chestabiliscono lo stato logico (0=ledacceso; 1=led spento) di ciascuna dellelinee di uscita arrivano lungo un canaleseriale composto da due fili, quindivengono elaborati e conservati fino allaprossima ricezione. Nel circuito è stato inserito un trimmerche serve a determinare la luminositàdei tre display a led agendo di fattosulla corrente erogabile da ciascunauscita dell'MM5450.Detto ciò è possibile spiegare in brevecome funziona l'intero visualizzatore inrelazione alle varie operazioni svolte

dalla gettoniera, e lo facciamo dicendoinnanzitutto che serve durante la ricari-ca dei crediti, e naturalmente ogni voltache un utente introduce una chipcardnel lettore per accedere al servizio col-legato. Nel primo caso e comunquedopo l'accensione del circuito di base(la gettoniera) i tre display appaionospenti perché nulla giunge alla lineadati A; tutto rimane a riposo durantel'eventuale inizializzazione delle card(con la Master PSC) perché non servedi fatto alcuna visualizzazione.Durante la procedura di caricamentodel credito invece si hanno le necessa-rie indicazioni: appena viene introdottaper la prima volta la carta MasterCrediti, ovvero all'inizio del procedi-mento, si accende per un istante il ledrosso della gettoniera ed il cicalinoemette una nota acustica, quindi i tredisplay del visualizzatore mostrano ilnumero dei crediti che verranno poiscritti in ogni chipcard già formattatache verrà introdotta nel lettore fino al

comunicare con il visualizzatore desti-nato ad indicare, con tre cifre, il credi-to disponibile aggiornato in ognimomento: comprende una linea serialeed una per i dati oltre a due contatti perl'alimentazione a 5 volt destinataappunto al display. Si tratta di unaschedina già nota perché adoperata nelfascicolo n° 38 ed usata proprio comevisualizzatore per la gettoniera elettro-nica. Sebbene si tratti di un dispositivo"fresco" e che quindi dovreste conosce-re, facciamo comunque qualche cennoutile a chi non ne avesse letto l'articolo.Con riferimento al relativo schemaelettrico diciamo che l'interconnessio-ne è realizzata mediante 4 fili, di cuidue portano l'alimentazione a 5 voltc.c. ed altri due i dati; per la precisionequesto bus è quello chiamato OUT,composto da +, -, A e B. Le linee A e Brealizzano un link seriale sincrono delquale la seconda è riservata alla tra-smissione dei dati dal microcontrolloreal gestore (U1) dei tre display, mentre

Per costruire l'insieme occorre realizzare i tre circuitistampati riportati in scala 1:1 in questo box. Allo scopo,fotocopiate le rispettive tracce su carta da lucido o ace-

tato, così otterrete le pellicole per la fotoincisione.Utilizzando un bromografo, potete procedere alla fotoin-

cisione delle basette ramate e presensibilizzate; inseguito dovete inciderle immergendole in un recipienteplastico contenenete del percloruro ferrico. Terminatal’incisone, le basette vanno pulite e forate; fatto ciò

potete iniziare a montarvi tutti i componenti.


il numero a ricordare cosa viene carica-to. Terminate le operazioni si reintro-duce la Master Crediti e si chiude lafase di ricarica: il cicalino suona anco-ra una volta ad evidenziare questasituazione, mentre i tre display adessosi spengono.Inserendo la Master Tempo appare ilnumero indicante la durata (espressa insecondi) di ciascuna unità di tempo,durata che viene poi copiata nellaEEPROM del microcontrollore dellagettoniera; estraendola il display si spe-gne e tutto è pronto per l'uso normaledel sistema.Quando un utente introduce nel lettoreuna card avente disponibilità vienevisualizzato il credito residuo dopo l'o-perazione corrente, quindi se abbiamouna tessera con 10 unità, appena scrit-ta, appare indicato 009; se invece lacarica è di 100 crediti appare 99, e viadi seguito. Ad ogni introduzione lascheda della gettoniera emette il solito"beep", mentre i display si spengono

appare 000, ed il cicalino della getto-niera emette la sequenza di 2 beep cheavverte della necessità di procederealla ricarica. Inserendo la carta inizia ilconteggio del tempo, e dopo la sottra-zione della prima unità di credito alloscadere di ogni frazione di tempo il dis-play decrementa di un'unità, mostrandoquanto resta da "spendere: è ovvio chefinendo il tempo disponibile il visualiz-zatore si azzera ed il relè d'uscita (dellagettoniera) ricade; il cicalino emette isoliti 2 beep.Quanto all'alimentazione, la gettonierariceve la tensione continua di 12÷15volt tra i punti + e - V (il diodo D1 pro-tegge dall'inversione di polarità) e lausa direttamente per far funzionare ilrelè RL1; tramite il regolatore integratoU1 (7805) ricava 5 V stabilizzati con iquali serve tutta la logica. L'accensionedel led LD2 (verde) indica la presenzadella corrente. Per costruire l'insieme occorre proce-dere ordinatamente e realizzare per

primi i circuiti stampati occorrentidella gettoniera, del visualizzatore edell’interfaccia.

IN PRATICA

Svolte tutte le fasi, incise e forate lebasette potete iniziare a montarvi tutti icomponenti, partendo da quelli a piùbasso profilo cioè le resistenze e idiodi. Procedete infilando e saldandogli zoccoli, i condensatori, badandoalla polarità di quelli elettrolitici.Montate i due transistor ed il mosfettenendoli rivolti come mostra la dispo-sizione dei componenti (in particolareT3 deve avere il lato metallico rivoltoai dip-switch) e poi il cicalino BZ, chedeve essere del tipo con oscillatoreinterno. Il lettore per le chipcard è ilsolito "Amphenol" manuale con con-tatto normalmente chiuso (aperto inpresenza delle tessere) che va collegatoalla scheda base mediante un cavo flatda 10 poli. Riguardo al visualizzatore, per i tre dis-play ad anodo comune, che hanno pie-dinatura di tipo dip (dual-in-line) apasso 2,54x14,5 mm, potete predispor-re degli zoccoli tagliando pezzi da 5+5pin da zoccoli del tipo a 12+12, 14+14o 20+20 piedini, quindi saldandoli cia-scuno nelle rispettive piazzole. Svoltaanche questa operazione inserite anchel'MM5450 nel proprio zoccolo, facen-do coincidere la sua tacca con il riferi-mento di quest'ultimo; poi occorre col-legare con quattro spezzoni di filo nonpiù lunghi di un metro i punti +, -, A eB con gli analoghi della gettoniera.Adesso la scheda è pronta: per utiliz-zarla basta alimentarla ai punti IN Valcon una tensione continua di valorecompreso tra 12 e 15 volt; la correnterichiesta è di circa 250 milliampère.Una volta accesa la scheda deve appa-rire illuminato il led verde (LD2) ed ilcicalino deve emettere due note acusti-che in rapida sequenza. Ricordate che dovendo preparare letessere occorre aver preventivamenteprocurato il set Master PSC, MasterCrediti e Master Tempo, insieme almicrocontrollore avente PSC univoco,quindi un numero adeguato di chipcard2Kbit vuote con ProgrammableSecurity Code uguale a FFFFFF. Bene,detto questo riteniamo che possiateprocedere da soli ed adoperare al

ANCHE IN SCATOLA DI MONTAGGIOLa gettoniera con credito a tempo è disponibile in kit: il sistema è stato realiz-zato su tre distinte basette che danno origine a tre diverse scatole di montaggio.L’unità base è disponibile in kit (cod. FT288K) a 75.000 lire e comprende tutti icomponenti, la basetta forata e serigrafata, ed il microcontrollore già program-mato con un PSC univoco. L’interfaccia è disponibile in scatola di montaggio(cod. FT237K) a 18.000 e comprende la basetta forata e serigrafata, il connetto-re per chipcard ISO e un cavo flat per il collegamento all’unità base. La sezionedi visualizzazione è disponibile in kit (cod. FT275K) a 32.000 lire e comprendetutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, ed un flat-cable per la con-nessione all’unità base. Per utilizzare la gettoniera è indispensabile disporre diuna chipcard Master PSC (cod. CPC2K-MP, lire 15.000), di una chipcardMaster Crediti (cod. CPC2K-MC, lire 20.000, specificare il numero di creditidesiderato tra 3 e 200) e di una chipcard Master Tempo (cod. CPC2K-MT, lire20.000, specificare il tempo desiderato tra 5 e 255 secondi). Le tessere Masterpossono anche essere realizzate partendo da normali chipcard da 2 Kbit conPSC di default: in questo caso occorre disporre del programmatore per chip-card da 2 Kbit con PC cod. FT269 (disponibile in scatola di montaggio a 79.000lire) e della relativa scheda di interfaccia cod. FT237 (disponibile in kit a 18.000lire). Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, v.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

termine delle operazioni. La letturacorretta si ottiene posizionando la sche-dina in modo che il driver MM5450stia in alto, fermo restando che il digitdi destra è quello meno significativo, ilcentrale indica le decine e il sinistro lecentinaia. Ogni volta che si infila unachipcard nel lettore il cicalino dellascheda della gettoniera emette due"beep" in sequenza, ma nulla cambianella visualizzazione del credito: resta

subito dopo l'estrazione, quando siritiene che il cliente si sia già allonta-nato dall'erogatore automatico e nonserva più mantenere l'informazione.Notate che qualora sia introdotta nellettore una chipcard d'utente priva dicredito non accade nulla di significati-vo, nel senso che il cicalino tace, il relèresta a riposo, e il display è spento.Invece quando si adopera una cartanella quale rimane un solo credito

Abbiamo concluso la precedente puntata dedicata alnostro sistema computerizzato di programmazione

dei DAST descrivendo come è possibile registrare unsingolo messaggio. Vediamo ora come poterregistrare più messaggi. Prima peròricordiamo a quanti avesseroperso il numero di giugnodella rivista a cosa serve ilprogetto descritto in questepagine. Sostanzialmente il cir-cuito permette di registrare in unintegrato ISD della famiglia2000 uno o più messaggi memo-rizzati in un PC. Ciò consente disfruttare il Personal Computer per ela-borare al meglio il brano da registrare e,soprattutto, di ottenere chip programmatiperfettamente uguali tra loro.Riprendiamo dunque il filo del discorso dadove ci eravamo interrotti. Per poter registra-re più messaggi è necessario che il programmainizi la registrazione a partire dalla locazione immedia-

tamente seguente rispetto a quella corrispondente allafine del messaggio precedente; per poter

individuare la locazione ricordiamo che lamemoria dei DAST viene suddivisa in

tante piccole porzioni denominate“pagine”. La famiglia ISD2000 con-

tiene 600 pagine, facilmente indi-rizzabili, ognuna delle quali può

registrare un brano la cui duratavaria a seconda del tipo di

chip utilizzato; l’ISD2560può registrare 60 secondi

quindi ogni pagina saràin grado di contenere un

brano audio della duratadi 100 ms; per L’ISD2590 la

durata sarà di 150 ms e così via inquanto tutti i chip della famiglia

ISD2000 dispongono dello stesso numero di par-tizioni (600, appunto) ma presentano durate differentiin quanto cambia la velocità di campionamento del-l’audio. Bisogna considerare che per indirizzare 600

SISTEMA DISVILUPPO

PER ISD DASTNella seconda puntata dedicata al sistema di programmazione con PC dei

chip vocali della famiglia ISD2000 ci occupiamo della realizzazione pratica del dispositivo e dell’apposito software di gestione,

scritto in Visual Basic, che gira sotto Windows 95/98.

SINTESI VOCALE

di Alberto Battelli



pagine sono necessari almeno 10 bit(1024 combinazioni); nella puntataprecedente avevamo accennato al fattoche i due bit più significativi eranoposti a 0 per semplificare l’utilizzo delmicro; in questo modo però le pagineindirizzabili non sono più 600 madiventano 150 in quanto il primo indi-rizzo che è possibile selezionare risultaessere 00000000 00 (pagina 0); quelloimmediatamente successivo non è00000000 01 (pagina 1) bensì00000001 00 che corrisponde alla pagi-na 4. Questa limitazione ci impone dicontrollare non più pagine da 100 ms(ISD2560) ma da 400 ms per cui unmessaggio che dura ad esempio unsecondo non occupa più 10 pagine da100 ms ma 3 da 400 ms. Tutto ciò nonrappresenta un grande svantaggio anzi,

può essere sfruttato per evitare disovrapporre due registrazioni: infattiun minimo di distanza (qualche loca-zione) tra un brano ed il seguente va

sempre lasciata. Per calcolare quindi laprima locazione libera disponibile(LocSuc) dopo la registrazione di unbrano basta utilizzare la seguente for-mula:

LocSuc=LocInizio+(Temp/DurataPag)

dove LocInizio è la locazione di parten-za del brano da registrare, Temp la suadurata e DurataPag è il tempo contenu-to in ogni pagina tenendo conto diquanto appena detto ovvero che per unISD2560 bisogna calcolare 400 ms,per un ISD2590 600 ms e così via.Bene, analizzata la fase di registrazio-ne, possiamo vedere cosa accade inlettura, fermo restando che per la sud-divisione del chip ed il conseguenteindirizzamento valgono le stesse consi-

COMPONENTI

R1: 1 KOhmR2: 10 KOhmR3: 47 KOhmR4: 470 KOhmR5: 2,2 KOhmR6: 22 KOhmR7: 1 KOhmR8: 47 KOhm trimmer

min M.O.R9: 10 KOhmR10: 10 KOhmC1: 1.000 µF 16 VL elettroliticoC2: 100 nF multistratoC3: 100 nF multistratoC4: 100 nF multistratoC5: 1.000 µF 16 VL elettroliticoC6: 2,2 µF 100 VL elettroliticoC7: 2,2 µF 100 VL elettroliticoC8: 2,2 µF 100 VL elettroliticoC9: 2,2 µF 100 VL elettroliticoC10: 22 pF ceramicoC11: 22 pF ceramicoC12: 4,7 µF 63 VL elettroliticoC13: 220 nF multistratoC14: 100 nF multistrato C15: 100 nF multistratoD1: 1N4007 diodoD2: 1N4148 diodoD3: 1N4148 diodoQ1: 4 MHz quarzoLD1: Led rosso 5mm

U1: MAX232 U2: PIC 16C84 (MF293) )U3: DAST SD2560/2590/..U4: 7805 regolatoreS1: deviatore bipolare

Varie:- zoccolo 8+8;- zoccolo 9+9;- zoccolo textool 14+14;- morsettiera 2 poli;

- RCA femmina c.s.(2 pz);- connettore 25 poli

femm. 90° c.s.;- stampato cod. S293.

piano di montaggio


derazioni fatte poc’anzi. Quando sivuol riprodurre qualcosa contenuto nelDAST montato nel circuito è sufficien-te, dopo aver selezionato l’opzione“DAST” anziché “SCHEDA AUDIO”,utilizzare l'apposito bottone di riprodu-zione indicando anche il tempo per cuisi desidera leggere: il computer generasulla porta seriale un messaggio conte-nente le istruzioni e l'address di parten-za, stringa che viene decifrata dalmicrocontrollore U2 il quale subitoimposta i piedini 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,dell'U3; quindi mette a zero logico ilproprio pin 1 disattivando subito PD(24) e, con i soliti 30 ms. di ritardo, CE(23). Adesso il DAST inizia la riprodu-zione (si noti che il piedino 27 nonviene interessato e resta ad 1=Play)rendendo disponibile il segnale audio

sui pin 14 e 15: spostando il deviatoreS1 il segnale può raggiungere le casseamplificate collegate alla presa OUT,ovvero l'ingresso della scheda audio. Il

ciclo termina allo scadere del tempoimpostato nel programma, allorché ilmicrocontrollore rilascia il proprio pie-dino 1 facendo tornare ad 1 logico i pin23 e 24 dell'U3: il chip viene così di-sabilitato. Relativamente alla sezionedi controllo del DAST, finora non cisiamo occupati delle funzioni EOM edOVR, ovviamente gestite dal micro per intervenire qualora i dati digitati sullatastiera del PC non siano compatibilicon la situazione reale: ad esempio, sesi imposta un tempo di riproduzione di2 minuti ed il componente impiegato èun ISD2560, è ovvio che l'ascolto potràdurare al massimo 60 secondi, trascor-si i quali se non si disabilita il chip ilbrano verrà riprodotto più volte sinoallo scadere del tempo impostato.Testando invece la linea dell’EOM ilPIC può rilevare l’impulso negativogenerato al termine del messaggio regi-strato portando alto il piedino 1 e spe-gnendo così il DAST. Notate che se ilmessaggio dura quanto il tempo dispo-nibile, ovvero occupa tutta la memoriadell'U3, l'EOM resta allo stato 1 ed èl'OVR (22) a commutare a livellobasso, restandovi fino al completo spe-gnimento dell'integrato; EOM serveinvece per bloccare il micro, e quindi lariproduzione, quando è stato impostatoun tempo più lungo di quello per cui siè registrato, ma comunque minore diquello massimo. Per fare un esempioconsiderate che se si imposta il coman-do di lettura per 20 secondi ed il mes-saggio ne dura 10, allo scadere deidieci secondi il DAST ripete la letturariproducendo di fatto 2 volte lo stessobrano; testando invece l'EOM, U2provvede a disattivare il componentefermandolo appena terminato l'ascolto

Il prototipo a montaggio ultimato con il chip della ISD. Durante leprove abbiamo utilizzato tutti le versioni della famiglia 2000 tra i

quali il DAST ISD2560 visibile nella foto. L’incremento del tempo diregistrazione nei modelli con maggior capacità non è dovuto ad una

memoria più estesa bensì ad un campionamento più lento che,ovviamente, va a scapito della qualità audio. Per facilitare le

operazioni di programmazione è consigliabile, come abbiamo fattonoi, utilizzare un textool.

PER IL MATERIALE

Il progetto descritto in queste pagine è disponibile in scatola dimontaggio (cod. FT293) al prezzo di 115.000 lire. Il kit compren-de tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, il cavo di col-legamento al PC, il textool, il microcontrollore già programmatoed il software su dischetto. Sia il microcontrollore (MF293, lire30.000) che il software (SFW293, lire 30.000) sono disponibilianche separatamente. Tutti i prezzi sono comprensivi di IVA. Ilmateriale va richiesto a: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.


del primo brano. Bene, ora che abbia-mo visto come funziona il circuito nonresta che soffermarci sugli ultimi detta-gli: innanzitutto l'alimentazione, da 8 a15 Vcc, da applicare tra i punti + e - Vrispettando la polarità indicata; ad ognimodo il diodo D1 protegge il tutto dal-l'inversione accidentale. La tensionecontinua di ingresso viene filtrata daC1, attiva il led LD1 (presenza rete) egiunge poi al regolatore U4, il qualeeroga 5 volt ben stabilizzati necessari afar funzionare tutta la logica, compresoil convertitore TTL/RS232 (U1). Aproposito, quest'ultimo è il notissimoMAX232, usato nel nostro caso pertraslare i livelli ±12 V presenti sullalinea seriale in 0/5V per il microcon-trollore, ovvero quelli TTL in uscita dalmicro in RS232 per il computer. Laconnessione avviene mediante il DB-25 femmina siglato SERIAL PORT,tramite un comune cavo per modem,ovviamente diretto. Il nostro progetto èin grado di lavorare con qualsiasiapparecchiatura che comunichi inseriale rispettando il protocollo utiliz-zato dal PIC, protocollo che può esserefacilmente compreso analizzando ilsoftware generico in QBASIC presen-tato a lato. In alternativa è possibile uti-lizzare il software per Windows 95 for-nito dalla ditta Futura Elettronica (V.leKennedy, 96 - 20027 Rescaldina - MI0331/576139) che ci apprestiamo adescrivere.

IL SOFTWAREDI GESTIONE

Il programma scritto in Visual Basicoccupa 2 dischetti 1,44 MB da 3,5":questi vanno installati nell'hard-diskselezionando in sequenza Avvio,Esegui e digitando la riga di comandoA:setup; ovviamente occorre inserire ilprimo dischetto nel drive A per poicliccare sul bottone OK. Il software èrealizzato per Windows 95/98 e nongira sotto Windows 3.x essendo compi-lato a 32 bit. Lanciato il programmaappare un pannello di comando conte-nente, oltre all'intestazione, delle casel-le ed alcuni bottoni: vediamoli insieme.In alto a sinistra vi è lo spazio per laselezione del drive e sotto per la direc-tory o percorso dove cercare il branoche si desidera far riprodurre alla sche-da sonora del computer, brano da

REM *************************************************************REM ***** DAST PROGRAMMER *****REM ***** FILE: DAST.BAS DATE: 25/03/99 *****REM ***** (C) 1998 FUTURA ELETTRONICA - MI *****REM *************************************************************

OPEN “com1:9600,n,8,1” FOR RANDOM AS #1ON COM(1) GOSUB ricezCOM(1) ON

start:

CLSLOCATE 5, 5PRINT “REGISTRO O ASCOLTO (R/A) ?”a$ = “”DO WHILE a$ = “”a$ = INKEY$LOOPa$ = UCASE$(a$)IF a$ = CHR$(27) THEN ENDIF a$ <> “R” AND a$ <> “A” THEN GOTO start

IF a$ = “R” THEN msg$ = “*R”IF a$ = “A” THEN msg$ = “*P”

LOCATE 7, 5INPUT “Indirizzo base del messaggio “; adrIF adr > 255 OR adr < 0 THEN GOTO errore

LOCATE 9, 5INPUT “Quanti decimi di secondo “; tempoIF tempo = 0 OR tempo > 255 OR tempo < 0 THEN GOTO errore

msg$ = msg$ + CHR$(adr) + CHR$(tempo) + “*”

PRINTPRINT “Invio il messaggio alla scheda ->” + msg$ + “<-”PRINTPRINT “Risultato dalla scheda:”PRINT #1, msg$;

t! = TIMER + (tempo / 10) + 1DO WHILE t! > TIMERLOOP

END

errore:

CLSLOCATE 5, 5PRINT “ERRORE NEI PARAMETRI”SLEEP 2GOTO start

ricez:

DO WHILE NOT (EOF(1))a$ = INPUT$(1, 1)PRINT a$;LOOPRETURN

Semplice programma in QBASIC per gestire la scheda di

programmazione DAST.Importante notare il

protocollo che implementa icomandi:

*R = Rec e *P = Play seguiti da un carattere ASCII che

indica l’indirizzo e da un altro carattere che indica il tempo di

registrazione o di riproduzione.


inviare anche al nostro circuito per laregistrazione nella memoria del DAST;a destra la casella riporta il titolo scelto(ad esempio PROVA.WAV). Subito piùin basso appaiono le caratteristiche delfile selezionato, ovvero Frequenza dicampionamento, Modalità (numero dibit del campionamento) e Durata (insecondi). Più sotto ancora ecco le caselle riserva-te all'impostazione del chip ISD:- Nell’Indirizzo Base del messaggio vascritto il numero di partizione da cui sidesidera fare iniziare il messaggiocome abbiamo spiegato poco fa; è benenotare che il limite indicato di 255 èteorico in quanto per indirizzare 150pagine il range va da 0 a 149; è statomantenuto il limite degli 8 bit comple-ti perché non si può escludere che, infuturo, vi siano DAST che utilizzinotutti i 10 bit per l’indirizzamento delle

pagine (quelle reali) che diventerebbe-ro 1024 anziché le attuali 600.- Nella casella Durata del messaggiobisogna invece specificare il tempo peril quale si vuole registrare, ovviamentein secondi: a tal proposito osservate

che per ogni brano il nostro programmaprevede un limite massimo di 25secondi. In fondo a sinistra vi è il bot-tone che apre il menu di selezione dellaporta da usare (quella a cui avete colle-gato la scheda di programmazione): ildefault è COM1, ma con il mouse èpossibile scegliere a piacimento. A latodi questo si trova il tasto che dà l’avvioalla riproduzione del brano. E’ possibi-le scegliere (selezionando tra i due pul-santi a lato) se ascoltare il messaggiocontenuto nel DAST o quello selezio-nato e riprodotto dalla scheda audio.Dopo l’ascolto di quanto richiesto sipuò nuovamente scegliere se ascoltareil file .wav selezionato tramite la sche-da audio, o il contenuto del DAST. Inquesto modo è possibile paragonarel’audio originale (in formato .WAV)con il contenuto del DAST.Il terzo dell'ultima serie di bottoniserve per registrare: anche in questocaso si accede alla finestra di riprodu-zione / registrazione audio con la diffe-renza che in questo caso vengonoinviati - tramite la linea seriale - icomandi di registrazione al DAST.L’ultimo tasto di destra permette diuscire dal programma. Ricordate chedovendo registrare nel DAST è neces-sario far riprodurre il file .WAV dal PC,quindi, dopo aver collegato l'uscitadella scheda audio direttamente allapresa IN del nostro circuito, attivare laregistrazione. E’ possibile acquisire ilcontenuto di un DAST nel computerapplicando l’OUT del nostro circuitoall’IN di LINEA della scheda audio, epoi attivare la riproduzione selezionan-do "DAST" e utilizzare il “Registratoredi suoni” di WINDOWS con impostatocome ingresso di registrazione “LINE

L’immagine evidenzia le prese RCA per il collegamento alla schedasonora e la morsettiera alla quale fa capo la linea di alimentazione


zionamento del software, vediamocome realizzare la scheda da connette-re al computer, e lo facciamo al solitopartendo dal circuito stampato, facil-mente preparabile per fotoincisioneseguendo la traccia lato rame illustratain queste pagine a grandezza naturale.

REALIZZAZIONEPRATICA

Ultimata la basetta, montate i compo-nenti che occorrono a partire dalle resi-stenze e dai diodi, per i quali l'esattapolarità si trova ricordando che il cato-do è l'elettrodo vicino alla fascettacolorata. Proseguite con gli zoccoli pergli integrati (se per il DAST usate unTextool montatelo per ultimo) orien-tandoli come indicato nel piano dicablaggio pubblicato; continuate poicol trimmer R8 e con i condensatori,prestando la dovuta attenzione all’o-rientamento degli elettrolitici. Infilate afondo e saldate il connettore DB-25 avaschetta, femmina per c.s. con termi-nali a 90°, stagnando bene i pin e lealette di fissaggio, quindi sistemate illed LD1 (il catodo è dal lato smussa-to...) il quarzo, ed il regolatore integra-to 7805, facendo in modo che la suaaletta metallica guardi verso C1 e C5.Posizionate quanto manca, cioè le

coincidere la tacca di riferimento diciascuno con quella sottostante; ilmicrocontrollore PIC16C84 (U2) vaopportunamente programmato prima diessere inserito nel circuito. Ricordiamoche il chip programmato (cod. MF293)può essere richiesto alla ditta FuturaElettronica. Completato il cablaggiodei componenti, verificate che non visiano errori o inversioni, procurateviquindi un alimentatore in grado di for-nire da 8 a 15 Vcc ed una corrente dialmeno 150 milliampère, che usereteper far funzionare il sistema, collegan-done il morsetto positivo al +V ed ilnegativo a massa (-V). Prima peròoccorre collegare il connettore DB-25

alla porta seriale del computer cheavete prescelto: solitamente la COM2,dato che la 1 è occupata dal mouse; seinvece disponete anche del modemesterno vi occorre una terza seriale(non serve se il modem è interno: bastarilocare la COM2 come COM3 oCOM4 dal bios). Accendete dunque ilPC ed alimentate il programmatore/let-tore, poi fate avviare il sistema operati-vo ed installate il software secondo lemodalità già descritte in precedenza. Aquesto punto siete pronti per operare:inserite un integrato DAST nello zoc-colo ad esso riservato, aprite WinDASTed iniziate a lavorare. Quanto alle connessioni da effettuarecon la scheda sonora occorre distingue-re l'uso che volete fare del dispositivo:per registrare il contenuto di file .WAVinteramente o parzialmente occorrecollegare l'uscita di linea (LINE OUT)ovvero quella degli altoparlanti, sedistinta, direttamente all’IN del nostrocircuito, usando un cavetto avente dallato del PC uno spinotto jack stereo da3,5 mm da cui prelevare la massa eduno solo dei canali (tanto i file .WAV lisceglierete in mono...) e dall'altro sem-pre un jack maschio mono da 3,5 mm. Ovviamente le casse non possono cheessere collegate all’uscita OUT dellanostra scheda, inserendone lo spinottonell'apposita presa da 3,5 mm: essendoquesta in mono, i due ingressi e glialtoparlanti funzioneranno con lo stes-so segnale.Per registrare un brano nella memoriadel DAST avviate il programma e sele-zionate il file scorrendo nelle caselle inalto a sinistra (la prima per l'unità,quella sotto per il percorso): col mousepuntate su quello che vi interessa che

IN” (utilizzare, ad esempio, il mixerdella SOUND BLASTER). In questomodo è possibile duplicare un DASTconvertendo prima il suo contenuto infile .WAV e successivamente registran-dolo su DAST vergine, utilizzando laprocedura precedentemente descritta.Bene, ora che abbiamo illustrato il fun-

prese OUT ed IN (jack 3,5 mm mono)la morsettiera bipolare a passo 5 mmper l'alimentazione; non trascurate iponticelli (3 in tutto) di interconnessio-ne, da realizzare usando avanzi di ter-minali tagliati da resistenze e diodi.Infine inserite ciascun integrato nelproprio zoccolo, avendo cura di far


apparirà nella casella lunga a metà qua-dro, sotto la quale escono le informa-zioni relative (frequenza di campiona-mento, numero di bit, durata in secon-di). A questo punto portatevi nellacasellina dell'Indirizzo Base e scriveteil numero, compreso tra 0 e 150, dellalocazione dalla quale partire a registra-re: allo scopo, indicando la durata(conviene che sia uguale o di pocosuperiore a quella del file .WAV) ricor-date che ogni partizione dura 1/600 deltempo complessivo del chip moltiplica-to per quattro. Così, ad esempio, nelcaso dell’ISD2560, ciascuna partizioneha una durata di 400 ms in quanto 60

secondi (durata complessiva dellamemoria del chip) diviso 600 fa 100ms, intervallo che moltiplicato per 4 dàappunto i fatidici 400 ms. Nel casodell’ISD2590 ciascuna partizione hauna durata di 600 ms mentre nel casodell’ISD25120 l’intervallo minimocorrisponde a 800 ms. Nello scrivere ladurata del messaggio badate di noneccedere il tempo limite del chip o i 25secondi assegnati a ciascuno.La registrazione si avvia selezionandoDAST con il mouse, quindi cliccandosul bottone con l'altoparlante ed il pun-tino (quello a destra della scelta): appa-re così il box di Registrazione, nel

quale la selezione DAST/SCHEDAAUDIO appare già fatta; quando il"semaforo" raggiunge il verde significache il ciclo di registrazione è terminato.Si abbandona la finestra puntando ecliccando sull'omino.Tornando al pannello principale, notateche è anche possibile riprodurre sol-tanto un brano .WAV del PC: bastaselezionare SCHEDA AUDIO e clicca-re sul bottone con l'altoparlante cheemette suono (quello a sinistra dellascelta); esce la solita finestra con, sta-volta, la dicitura Play Audio(Riproduzione) e dalla Sound Blasteresce il sonoro. Ovviamente per sentirequalcosa occorre che S1 sia spostatoverso l’IN del nostro circuito; in que-sto modo è come se le casse fosseroconnesse direttamente all’uscita dellascheda audio. Lo stesso dicasi quandosi registra, allorché oltre a giungere allecasse, il segnale BF risulta presenteall’ingresso del DAST. La differenzatra la registrazione nel DAST e la lettu-ra dalla Sound Blaster sta nel fatto chenel primo caso viene generata la strin-ga di comando verso il microcontrollo-re U2, che invece non esiste quando siesegue il semplice ascolto. Sempre aproposito della sequenza di registrazio-ne su DAST, ricordiamo che il livellodi registrazione può essere controllatosia tramite il PC che mediante il trim-mer R8.Quest’ultimo, a parità di volume dellascheda audio, va regolato in modo daottenere un livello di registrazione otti-male; in altre parole il segnale non devesaturare il chip ma allo stesso temponon deve essere troppo basso per nondeteriorare il rapporto S/N. Per quanto riguarda la riproduzione diun messaggio memorizzato nel chipISD occorre rispettare la seguente pro-cedura: dal pannello principale si sele-ziona DAST, e poi il bottone di ascolto(quello di sinistra): appare il box diPlay audio e l'indicatore mostra l’avan-zamento del brano.Il segnale audio è disponibile sui pin 14e 15 dell’integrato DAST (U3) da dovedeve raggiungere gli ingressi dellecasse preamplificate. Ciò è possibileunicamente se il doppio deviatore èselezionato al contrario rispetto aprima. Siamo certi che con un po’ dipratica diventerete dei “maghi” dellaregistrazione.

Un’immagine della scheda di program-mazione da PC con l’integrato DAST

inserito nell’apposito zoccolo.Per icollegamenti audio (alla sound

blaster ed alle casse amplificate)abbiamo utilizzato dei connet-

tori RCA mono da stampato.Nella precedente puntata

abbiamo spiegato come realiz-zare i cavetti di collegamento tra i

vari elementi del sistema di registrazione.

Traccia rame, in dimensioni reali, del circuito stampato utilizzato.

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IX Corso di programmazione per microcontrollori Scenix SX

Sono sicuramente i più veloci microcontrollori ad 8 bit al mondo (50 MIPS),sono compatibili con i PIC e quindi possono sfruttare una vasta e completalibreria di programmi già collaudati, implementano una memoria program-ma FLASH ed una innovativa struttura di emulazione. Impariamo dunque a

programmarli e a sfruttarne tutte le potenzialità. Nona puntata.

Dopo la prima applicazione con la DemoBoardproposta nel fascicolo di giugno, proseguiamo

con altri esempi pratici utilissimi a comprendere leinnumerevoli possibilità d’uso dei chip Scenix. Inquesta puntata del Corso vedremo ad esempio comeaccendere dei diodi luminosi facendoli praticamen-te scorrere. Il primo programma proposto consen-te dunque di far scorrere avanti e indietro un puntoluminoso, cosa che con la logica cablata richiede-rebbe un oscillatore, un contatore e dei line-driver.Vediamone insieme il listato e il relativo diagram-ma a blocchi riportati in queste pagine; notate

innanzitutto le specifiche relative al tipo di disposi-tivo usato (device pins28,pages2,banks8..) equant’altro lo definisce. La parte reset_entry gesti-sce l’inizializzazione. Rispetto al primo program-ma d’esempio pubblicato il mese scorso, è stataaggiunta una nuova variabile chiamata direction,che il programma utilizzerà per sapere se deve svol-gere lo scorrimento del led in avanti (direction = 0)oppure all’indietro (direction = 1). Ciò perché perraggiungere lo scopo il software ruota a sinistra(istruzione rl) o a destra (istruzione rr) il contenutodella porta rb. Per eseguire questa funzione utilizza


di Roberto Nogarotto

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device pins28,pages2,banks8,oschsdevice stackx,optionxid ‘SX Demo’rese treset_entryorg 8

conta1 ds 1conta2 ds 1direction ds 1carry equ 0

org 0reset_entry mo ra,#%0000 ;inizializza ra

mov !ra,#%1111 mov rb,#%00000001 ;inizializza rbmov !rb,#%00000000 clr rc ;inizializza rcmov !rc,#%11111111clrb status.carrymov conta1,#%11111111 ;Carica conta1mov conta2,#%11111111 ;Carica conta2mov direction,#0

start csb rb,#%10000000 ;Confronta rb;salta istruzione successiva se è minore

call downcsa rb,#%00000001call upcse direction,#0

;Confronta direction con 0, salta istruzione successiva è 0call down2 ;Incrementa Rbcse direction,#1call up2call delay ;Chiama la routine Delayjmp start ;Vai a Start

up mov direction,#0ret

down mov direction,#1ret

up2 clrb status.carryrl rb ;ruota a sinistraret

down2 clrb status.carryrr rb ;ruota a destraret

delay nopdjnz conta1,delay ;Decrementa conta1

;e salta a delay se ;non è arrivato a 0

mov conta1,#%11111111 ;Ricarica conta1djnz conta2,delay ;Decrementa conta2

;e salta se non è 0mov conta1,#%11111111 ;Carica conta1mov conta2,#%11111111 ;Carica conta2ret ;Ritorna

programma demo_2

appunto la variabile “direction” e le seguenti istruzioni:“cse direction,#0” e “cse direction,#1”. Il significato di queste istruzioni è così definibile: con-fronta il contenuto del registro direction con il numero 0(o con il numero 1, nel secondo caso) e salta l’istruzio-ne successiva se questo confronto è vero. In pratica, se èverificato il primo non esegue il secondo, e viceversa. Immediatamente dopo, vi sono altre due istruzioni dichiamata a subroutine, ovvero le istruzioni: “calldown2” e “call up2”. Per comprenderle dobbiamo considerare che se direc-tion vale 0 (zero) viene saltata l’istruzione di call down2. Il programma prosegue e, poiché il confronto di direc-tion con il numero 1 questa volta non è vero, viene dun-que eseguita l’istruzione call up2, ovvero il programmava ad avviare la subroutine che parte all’etichetta up2: inessa vediamo che il contenuto della solita porta rb vieneruotato a sinistra di una posizione, ottenendo perciò loscorrimento del led in un verso lungo la fila. Viceversa,se direction vale 0 viene eseguita la subroutine down2,la quale ancora sposta il led ma in direzione opposta,realizzando di fatto lo spostamento del contenuto di rb,di una posizione a destra.Capito quindi come si fa ad ottenere lo scorrimentoverso destra o sinistra, resta un problema da risolvere:occorre far cambiare automaticamente il valore di direc-tion ogni volta che il led arriva all’ultima posizione oalla prima, in modo da invertire il verso di scorrimentosenza alcun intervento esterno, ciclicamente. Assolvonoquesto compito altre due subroutine, scritte apposita-mente nel listato e controllate dalle due istruzioniseguenti: “csb rb,#%10000000” e “csa

rb,#%00000001”. Il loro significato è così definibile: ilprogramma salta l’istruzione successiva se il valore nelregistro rb è inferiore al numero 10000000 nel primocaso, mentre nel secondo salta l’istruzione successiva seil contenuto del solito rb è superiore al numero00000001. Notate che in pratica quando il led è in una posizionecentrale (ovvero l’1 nella porta rb non si trova né adestra né a sinistra) entrambe le istruzioni fanno saltarela successiva, e quindi non succede niente di significati-vo. Invece quando si accende l’ultimo led ed il punto sitrova tutto ad un estremo, l’1 logico si trova ad esempioall’estrema sinistra, e verrà così eseguita l’istruzione calldown, che provvede in pratica a cambiare il valore delregistro direction il quale, come abbiamo visto prima, èquello che determina il verso di scorrimento del led.Analogamente, non appena si accende il led della filadalla parte opposta, l’1 va a trovarsi a destra nel registroed il microcontrollore esegue l’istruzione call up, graziealla quale viene ancora cambiato lo stato di direction:dunque si inverte ancora la direzione del punto lumino-so. Così si prosegue all’infinito, cioè fino a quando nonsi spegne il circuito. Per il resto, il listato non presenta elementi di rilievo odettagli che già, avendo studiato le precedenti puntatedel corso, non siate in grado di identificare e capire. Se avete qualche dubbio potete seguire riga per riga econfrontarlo con il diagramma di flusso illustratoanch'esso in queste pagine: può essere un mezzo piùintuitivo per comprendere il funzionamento della routi-ne software.L’ultimo dettaglio è la sezione indicata dall’etichetta

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programma demo_3

device pins28,pages1,banks8,oschsdevice turbo,stackx,optionxid ‘SX Demo’reset reset_entryorg 8

conta1 ds 1conta2 ds 1conta3 ds 1temp ds 1carry equ 0reset_entry mov ra,#%0000 ;init ra

mov !ra,#%1111mov rb,#%00000000 ;init rbmov !rb,#%00000000clr rc ;init rcmov !rc,#%11111111mov m,#$D ;set cmos input levelsmov !rc,#0mov m,#$Fmov temp,#%00000001mov rb,#%00000001

startcsne temp,#%00000001jmp avanticlrb status.carry

sb rc.4 ;salta istruzione se rc.4 vale 1rr temp

avanticsne temp,#%10000000jmp continuaclrb status.carrysb rc.5 ;salta istruzione se rc.5 vale 1rl temp

continua mov conta1,#255mov conta2,#255mov conta3,#16call delaymov rb,tempjmp start

delay nopnopnopnopdjnz conta1,delaymov conta1,#255djnz conta2,delaymov conta1,#255mov conta2,#255djnz conta3,delayret

delay: si tratta di una subroutine necessaria a rallentarelo svolgimento della visualizzazione, ovvero lo scorri-mento del punto luminoso.Se non ci fosse sarebbe troppo veloce ed ogni ciclo,inversione di “direction” compresa, si succederebbe piùrapidamente di quanto potrebbe seguire il nostro occhio.

LA GESTIONEDEI PULSANTI

Detto questo possiamo passare ad introdurre ed analiz-zare la seconda ed ultima applicazione di questa punta-ta, realizzabile anch’essa con la nostra DemoBoard, scri-vendo il listato che andiamo tra poco a descrivere edenominato demo_3.Si tratta in sostanza della gestione dei due pulsanti pre-senti sulla scheda demo, che un’opportuna routine prov-vede a gestire ovvero lo Scenix può rilevare la transizio-ne prodotta dalla chiusura dei loro contatti, quindiinfluenzare lo scorrimento di un punto luminoso lungouna barra. L’applicazione è insomma un completamento della pre-cedente, un’aggiunta che permette di mantenere tutto ariposo e far partire lo scorrimento se viene pigiato alme-no uno dei tasti . Vediamo insieme il listato, pubblicato anch’esso nelcorso dell’articolo. In questo programma troviamo anco-ra una cosa nuova rispetto a quanto visto precedente-mente, ovvero come si fa ad andare a testare il livellologico presente su uno degli ingressi. I due pulsantirisultano collegati ai piedini rc.4 e rc.5 che devono quin-di ovviamente essere configurati come ingressi. Questi

ingressi sono tenuti normalmente a livello logico altodalle due resistenze R31 ed R32. Quando si preme unpulsante, l’ingresso viene chiuso verso massa, determi-nando quindi la presenza di un livello logico basso sulrelativo piedino. L’istruzione che ci permette di testare illivello logico presente su di un piedino è la seguente: “sbrc.4” e “sb rc.5”.Queste due vanno a leggere il livello logico presente sulpiedino specificato (rc.4 nel primo caso e rc.5 nel secon-do) e saltano l’istruzione successiva se il livello logicotrovato è alto. Dunque, poiché (per effetto della resistenza di pull-up) illivello logico in ingresso è normalmente alto, e diventabasso in corrispondenza della pigiata di un pulsante,solitamente queste due istruzioni lavorano in modo taleda non eseguire quella che si trova immediatamentedopo. Invece quando uno dei due pulsanti è premuto dall’uten-te l’istruzione successiva viene effettivamente eseguita.Insomma il software gira continuamente attendendo chesia chiuso a massa uno dei pin relativi ai tasti, e quandoverifica questa condizione avvia l’apposita routine,meglio descritta dal listato.Con un rapido sguardo vediamo che le due istruzioni chesi trovano dopo sb rc.4 e oltre la sb rc.5 sono proprioquelle che operano la rotazione a sinistra (rl) e a destra(rr) già note perché le abbiamo usate nel programminospiegato nell’applicazione precedente. Dunque, come avevamo già visto, sono esattamentequelle che permettono di ottenere lo scorrimento del led.In condizioni normali, nessuna di queste due istruzioniviene eseguita, e quindi il punto luminoso rimane fermo

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DOVE ACQUISTARE L’EMULATORE

Il sistema di sviluppo SX comprende il modulo in SMTdi emulazione (Skeleton Key) completo di connettore peri piedini Vss, Vdd, OSC1 e OSC2, di micro e di cavo conconnettore DB9 per il collegamento alla seriale del PC;un manuale in lingua inglese: "SX-Key DevelopmentSystem"; un dischetto con tutto il software necessario:assembler, programmatore, emulatore e debugger. Ilsistema richiede un personal computer IBM o compati-bile dotato di porta seriale, di driver floppy da 3,5" e disistema operativo Windows 95. L'emulatore (cod.Starter Kit SX) costa 520.000 lire ed reperibile presso laditta: Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

nella propria posizione. Quando uno dei due pulsantiviene pigiato viene eseguita una di queste due istruzioni,e quindi il led si sposterà verso sinistra o verso destra.Nel programma è stato poi inserito un ciclo di ritardo,una piccola routine che rallenta l’esecuzione dello scor-rimento; se non ci fosse ad ogni pigiata si sarebbe vistoscorrere il led per diverse posizioni prima del rilascio.

Questo perché nell’intervallo di tempo durante il qualeteniamo pigiato il pulsante il programma avrebbe tempodi passare più volte per le due istruzioni sb, e quindi ruo-terebbe la posizione del led di diversi posti, non di uno. La routine di ritardo serve appunto per rendere il pro-gramma sufficientemente lento da poter scorrere il led inmodo naturale e visibile ad occhio.

Diagramma di flusso dei dueprogrammi demo_02 e

demo_03. Entrambi gestisconola barra a diodi led disponibile

sulla DemoBoard.

ALTA FREQUENZA

54 Elettronica In - luglio /agosto ‘99

Quanti di voi vorrebbero salire su un elicottero,guardare giù mentre si stacca da terra e veder pas-

sare case ed alberi sotto, ma non lo hanno mai fatto permancanza di tempo, perché costa o semplicemente perdiffidenza o paura di volare? Probabilmente tanti. Ma leemozioni del volo radente si possono vivere anchesenza staccarsi dal suolo: basta montare una pic-cola telecamera ed un minitrasmettitore televi-sivo su un radiomodello quale un elicotterocomandato a distanza, di quelli con ilmotore a benzina. Se non ci credetepotete realizzare il TX per TV pro-posto in queste pagine, studiatospecificatamente per trasmis-sioni a distanza, trasmettitoreche consente un collegamentodi buona qualità a centinaia di metridi distanza. Abbinato ad una telecame-ra CCD bianco e nero o a colori permettedi vedere nello schermo di qualsiasi televisorequello che vedrebbe un ipotetico passeggero delvelivolo in miniatura. Ma il circuito non serve solo perquesto, e le possibili altre applicazioni sono innumere-voli: la sicurezza, ovviamente, sia attiva che passiva,occupa un posto di primo piano. Per seguire i movi-menti di una persona o verificare quello che accade inun locale esistono da tempo le cosiddette “pulci”, ovve-ro piccolissimi trasmettitori radio in grado di captare e

ritrasmettere a distanza tutto quanto viene detto all’in-terno dei locali sotto controllo. Ma quando capita didover vedere e non solo sentire (perché le orecchie ser-vono ma gli occhi danno un’idea più chiara ed imme-diata di ogni situazione...) ecco allora che la classicamicrospia non basta più; ci vuole qualcos’altro, adesempio il progetto di queste pagine, che possiamo

definire una videospia: si tratta in sostan-za di un minitrasmettitore audio-videooperante a 224,5 MHz, quindi sul canale

televisivo 12 (banda III^) in grado digarantire una portata di circa 300

metri: l’emissione può esserericevuta con ottima qualità daqualunque apparecchio televi-

sivo B/N o a colori provvisto diuna normale antenna per banda III^.

Nascondendo il circuito ed una micro-telecamera in una stanza risulta quindi

possibile vedere sullo schermo di un TV,anche portatile (tenuto ad esempio in un’auto-

mobile o in un appartamento del palazzo di fron-te) che cosa accade (e cosa viene detto) nel locale

sotto controllo, le persone che entrano ed escono, ecc.Naturalmente le possibili applicazioni non si limitanoall’osservazione a distanza ed allo spionaggio dilettan-tistico e professionale, e il dispositivo ben si prestaanche ad applicazioni d’altro genere quali la ripetizio-

di Arsenio Spadoni

BOOSTERAUDIO-VIDEOIN VHF

ne di unsegnale ol’invio in unintero stabi-le o com-plesso edili-zio (più edifi-ci vicini) diun’immagine odi un filmato ched ive r s a m e n t eandrebbe distri-buito mediante unarete di TV a circui-to chiuso; pilotan-do il trasmettito-re con l’uscitadi un videore-gistratore èpossibile far

vedere su tutti i televisori quello che si desidera, rispar-miandosi la stesura dei cavi, gli amplificatori ed i buf-fer necessari a rinforzare il segnale, e tanto lavoro:basta semplicemente sintonizzarli sul canale 12 (224,5MHz) per poter avere sullo schermo ciò che si deside-

ra. Il tutto grazie ad unnuovo circuito da noi

realizzato sfruttando ilmodulatore ibridoSMD siglato MAV-

VHF224, prodotto dallaAurel che già conoscia-

mo perché è stato pre-sentato sul fascicolo n. 38

di Elettronica In; comedescritto in maniera più appro-fondita nell’apposito box, si

tratta di un modulo ibridoS.I.L. realizzato su suppor-to di allumina che ester-namente appare comeuna piastrina ad 11 pie-

dini: è un completom o d u l a t o r eaudio/video prov-visto di oscillatoreRF operante a

224,5 MHzcon unapotenza di

uscita di circa2 mW ed ingressi separati per l’audio e per il video. Perl’audio la sensibilità è di circa 1 volt picco-picco su 100


Due versioni potenziate del minitrasmettitore televisivo audio-video operante in VHF sulcanale H. Ideali per sorvegliare a distanza cosa accade in un ambiente

o semplicemente come ripetitore d'immagine per inviare a più televisori il segnale diunico videolettore. Utilizzabili anche per riprese dall’alto nei radiomodelli: ad esempio

con un piccolo elicottero!


KOhm d’impedenza (d’ingresso) men-tre per il secondo input i parametrisono standard, ovvero 1 Vpp/75 ohm. Iltutto è disponibile già tarato e perfetta-mente centrato sul suo canale, quindiuna volta montato funziona subito esenza alcun altro intervento. Con que-sto modulo abbiamo realizzato il pro-getto di un video sender per impiegodomestico, ovvero un trasmettitoreaudio-video di ottima qualità ma conportata di circa 50 metri; d’altra partecon 2 mW di potenza e con un’antennacostituita da uno spezzone di filo non èpossibile andare oltre. Dopo la pubbli-cazione di questo progetto moltissimepersone ci hanno richiesto un dispositi-vo più potente che fosse in grado digarantire una portata di almeno200÷300 metri, sempre con uno spez-zone di filo come antenna. Per ottenereuna portata del genere è necessario dis-porre di una potenza RF di circa50÷100 mW, pari esattamente a quellache il nostro nuovo circuito è in gradodi erogare. In realtà i progetti sono due:nel primo caso l’amplificazione dipotenza è affidata ad un singolo tran-sistor mentre nel secondo caso vieneutilizzato un nuovo modulo ibridoAurel espressamente studiato per que-sto scopo (si chiama MCA ed ha unlivello di uscita di 19 dBm su 50 Ohmcon una potenza di ingresso di 2 mW).E’ evidente che il primo progetto è

IL MODULATORE TVA due mesi di distanza dalla sua prima apparizione torna il minitrasmettitoreibrido per televisione prodotto apposta dalla Aurel e contenente tutti gli stadinecessari a realizzare da solo un completo video-sender; il MAV-VHF224(questa è la sigla) un componente SMD che esternamente appare come unapiastrina delle dimensioni di 28x25x8 mm di spessore, con 11 pin single-in-line a passo 2,54 mm dei quali sono effettivamente presenti soltanto 8 il cuisignificato è il seguente:

1) massa2) ingresso audio3) massa4) ingresso video7) massa8) +5 V (alimentazione)10) massa11) antenna.

All'interno si trovano un doppio modulatore audio/video che interviene su unoscillatore molto stabile, sebbene libero, accordato a 224,5 MHz e quindi allimite della VHF (canale TV H2): tale è la frequenza della portante video. Peravere un'idea della qualità della parte RF considerate che la massima devia-zione è contenuta entro ±75 KHz; per l'audio la sottoportante è a 5,5 MHz condeviazione in modulazione FM di ±70 KHz. Ottime sono le prestazioni in fattodi limitazione delle emissioni spurie e di linearità della trasmissione, tanto cheil prodotto può essere usato tranquillamente in molti apparati senza il rischiodi contestazioni, giacché può rientrare nelle condizioni imposte dalle severenorme CE . Nella parte audio è introdotta una preenfasi che esalta legger-mente le alte frequenze allo scopo di limitare poi il fruscìo in ricezione. Lecaratteristiche tecniche di massima sono:

- potenza d'uscita in antenna = 2 mW / 75 ohm- tensione d'alimentazione = 5 volt c.c.- corrente assorbita = 90 mA (tipica)- intermodulazione di 3° ordine < -60 dBm- oscillatore principale libero- portante video = 224,5 MHz (tolleranza di ±75 KHz)- modulazione video d'ampiezza negativa PAL in banda base - sensibilità input video = 1,2 Vpp (max.)- sottoportante audio = 5,5 MHz- modulazione audio in frequenza con deviazione standard di ±70 KHz- sensibilità/impedenza input audio = 1 Vpp / 100 Kohm- preenfasi = 50 µs.

La prima versione del trasmettito-re di potenza utilizza per l’amplifi-cazione del segnale RF generatodal modulo Aurel un solo tran-sistor per alta frequenza. Questaversione, adatta agli sperimentato-

versione confinale a transistor


adatto a quanti hanno una discretaesperienza con i circuiti in alta fre-quenza, dispongono della strumenta-zione necessaria e vogliono sperimen-tare transistor differenti, magari moltopiù potenti. Nel secondo caso i risultatisono garantiti dal marchio Aurel: nonc’è alcunché da tarare, la potenza ècostante e la qualità del segnale irradia-to è ottima, con un livello di spuriemolto contenuto. Come detto in prece-denza entrambi i circuiti erogano unapotenza compresa tra 50 e 100 mWche, con uno spezzone di filo di 33 cen-timetri, consente di ottenere una porta-ta in aria libera di circa 300 metri; inpresenza di ostacoli la portata si riducein funzione del tipo di barriera presen-te tra TX e RX mentre utilizzando dueantenne direttive la portata può rag-giungere i 2÷3 chilometri (sempre inaria libera e senza ostacoli). La ricezio-ne ottimale si ottiene lasciando il tele-visore collegato all’antenna sul tetto,specie se l’impianto è provvisto di cen-tralina e amplificatore.La prima versione del nostro booster èmolto semplice: tenendo come base ilmodulo ibrido abbiamo aggiunto unostadio di potenza RF composto da unsolo transistor per alta frequenza(BFR36) il quale pilota poi l’antennatrasmittente. Abbiamo ancora il solitoregolatore per i 5 volt ed il tutto fun-ziona con 12÷18 Vcc, tensione con cui

piano di cablaggioCOMPONENTI

R1: 47 KohmR2: 3,3 KohmR3: 12 KohmR4: 10 KohmR5: 10 OhmR6: 47 OhmC1: 470 µF 25VL elettroliticoC2: 100 nF multistratoC3: 220 µF 25VL elettroliticoC4: 100 nF multistratoC5: 100 nF multistratoC6: 4,7 nF ceramicoC7: 100 nF multistratoC8: 470 pF ceramicoC9: 22 nF ceramicoD1: 1N4004 diodoT1: BFR36 transistor NPNU1: MAV-VHF 224U2: 7805 regolatore

schema elettrico della versionecon finale a transistor

ANT: antenna accordata

L1: bobina 5 sp.diam. 5 ( filodiam. 0,8)

Varie:- dissipatore per TO5;- morsettiera 2 poli (3 pz.)- stampato cod. L019.

si ottiene la massima potenza RF.Rispetto al progetto di aprile nonabbiamo previsto lo stadio preamplifi-catore microfonico e perciò l’ingressoaudio è destinato ad accettare segnali diampiezza relativamente alta, qualiquelli provenienti da un videoregistra-tore, da una videocamera portatile o da

una microtelecamera CCD provvista dimicrofono; la sensibilità è di 1 Vpp(350 mVeff) ma si ottiene una buonaricezione ed un discreto ascolto già con150÷200 mVeff. L’ingresso audio ècollegato direttamente al piedino 2 delmodulo SMD tramite un condensatoredi disaccoppiamento in continua sigla-

ri più esperti, può essere modifica-ta con l’aggiunta di filtri passa-basso in uscita o con l’impiego ditransistor di maggiore potenza. E’anche possibile fare uso di moduliVHF, potenti e facili da usare.


to C4; la resistenza R1 serve per scari-care la predetta capacità evitando“botti” in ricezione se durante il fun-zionamento si interrompe la connessio-ne dell’audio. Quanto al segnale video,questi raggiunge il piedino 4 diretta-mente e senza alcun disaccoppiamentopartendo dai morsetti siglati INVIDEO; ovviamente il livello deveessere quello standard ad 1 Vpp/75ohm, anche se il modulo tollera beneun’ampiezza fino ad 1,2 volt picco-picco. I contatti 1, 3 e 7 del TX SMDsono connessi a massa, e così pure il10, mentre l’alimentazione stabilizzataa 5 V è applicata al piedino 8. L’uscitadestinata all’antenna è collegata ad uncondensatore di disaccoppiamento, C6,che trasferisce il segnale RF modulatodai segnali audio/video direttamentealla base di un transistor NPN specificoper alta frequenza: si tratta del BFR36siglato T1, disposto nella classica con-

figurazione ad emettitore comune conresistenza d’emettitore che opera laretroazione limitatamente al funziona-mento in continua (polarizzazione) efuori banda, mentre in VHF viene cor-tocircuitata dal C9, necessario ad alza-re il guadagno dello stadio amplificato-re. T1 consente di elevare in potenza ilsegnale quanto basta per inviarlo adun’antenna trasmittente che lo possairradiare nell’etere con sufficientevigore, ed allo scopo è polarizzato inbase mediante il partitore R3/R4 la cuitensione d’alimentazione viene filtratada R2/C5, rete che evita il rientro delsegnale RF dalla linea positiva di ali-mentazione. Il carico di collettore è perbuona parte induttivo con lo scopo digarantire una polarizzazione con unaVce che sia la più alta possibile (alme-no 10 volt): per fare ciò la resistenza inserie al collettore del transistor deveessere bassissima, visto che la Ic consi-

gliata dal costruttore per ottenere lamassima larghezza di banda è di alcunedecine di milliampère; ed in effetti R5è di soli 10 ohm. Tuttavia un valorecosì contenuto porterebbe ad un guada-gno troppo basso, inferiore all’unità(così l’amplificatore sarebbe inutile...)quindi abbiamo inserito in serie l’in-duttanza L1, che alla frequenza di224,5 MHz oppone un’impedenza suf-ficientemente alta, presentando nelcontempo resistenza nulla ai fini dellapolarizzazione statica. Tramite il con-densatore C8 il segnale amplificato daT1 raggiunge l’antenna, dalla qualeviene irradiato nell’etere per essere poiricevuto dai vari televisori. L’intero cir-cuito funziona con una tensione conti-nua di 12V÷18 volt ed assorbe circa180 milliampère, dei quali almeno 90 lirichiede l’ibrido: l’alimentazione vaapplicata tra i punti +V e massa, ovve-ro alla relativa morsettiera da stampato.Il diodo D1 ha lo scopo di proteggere ilcircuito in caso di accidentale inversio-ne di polarità.

REALIZZAZIONE PRATICA

Ultimata la teoria, passiamo alladescrizione della costruzione iniziandodalla preparazione della basetta stam-pata che si può fare per fotoincisioneutilizzando quale pellicola una buonafotocopia su carta da lucido o acetatodella traccia lato rame visibile in questepagine in scala 1:1 (codice basettaL019). La fotocopia va bene anche su

Traccia rame, in scala reale,della prima versione del

booster video VHF.

Col trasmettitore video di potenza descritto in queste pagine abbiamo effettuato delle riprese dall’alto fissando telecamera e TX

al corpo di un modello di elicottero.

per le ripresedall’alto


IL BOOSTER IBRIDOLa seconda versione del nostro trasmettitore di potenza audio-video utilizzaun nuovo modulo Aurel denominato MCA. Si tratta di un circuito lineare inclasse A per segnali CATV, operante sul canale 12 VHF in grado di amplifi-care con ottima qualità un segnale con informazioni audio-video. Accetta iningresso il segnale RF proveniente da Modulatori Audio/Video ed è partico-larmente adatto per amplificare il segnale prodotto dal modulo MAV-VHF224.Il segnale in uscita è ricevibile con qualsiasi televisore non modificato. Ilmodulo (dotato di un piccolo dissipatore di calore) dispone di 15 terminali apasso 2,54 mm disposti in-line; le dimensioni sono particolarmente contenu-te: appena 38,2 x 25,5 x 4,2 millimetri. Agli 8 terminali effettivamente utiliz-zati fanno capo le seguenti funzioni:

1) + 12V 2) enable3) massa6) ingresso R.F.7) massa10) massa13) massa15) uscita R.F.

Il dispositivo è in grado di erogare una potenza superiore a 50 mW con unsegnale di ingresso di 2 mW (tipica potenza di uscita del modulatore MAV-VHF 224). L’impedenza di uscita è di 50 Ohm mentre l’assorbimento (con unatensione di alimentazione di 12 Vcc) ammonta a circa 100 mA. L’ibrido è com-posto da un filtro passa banda di ingresso, da uno stadio amplificatore dipotenza e da un filtro passa basso di uscita. Particolarmente apprezzabile è ladistorsione di intermodulazione che consente di ottenere un segnale video diottima qualità. Di seguito riportiamo le principali caratteristiche tecniche delnuovo modulo Aurel MCA:

- Frequenza di lavoro: 224,5 MHz;- Potenza R.F. in uscita su impedenza di 50 Ohm: + 19 dBm (pari a

126 dB/µV con 2 mW di ingresso);- Tensione d'alimentazione = 12 volt c.c. (± 5%);- Corrente assorbita = 100 mA (tipico);- Distorsione di Intermodulazione (DIN 45004B); 50 dB;- Formato “in line” a passo 2,54 mm con dimensioni di 38,2 x 25,5 x 4,2 mm.

carta bianca, tuttavia in tal caso occor-re aumentare di un paio di minuti iltempo di esposizione nel bromografo(5 minuti contro i 3 tipici del lucido).Inciso e forato lo stampato si possonoinserire e saldare i componenti inizian-do con le resistenze e il diodo D1; que-st’ultimo deve essere posizionato comeindicato nei disegni e comunque ricor-dando che la fascetta colorata sul suocorpo indica il catodo. Proseguite inse-rendo i condensatori, prestando ladovuta attenzione a quelli elettroliticiche hanno una loro precisa polarità.Inserite poi il regolatore integrato 7805nei relativi fori e nel farlo tenetelo conla parte metallica rivolta al condensato-re C1, quindi saldatene i piedini; riser-vate lo stesso trattamento al moduloibrido il cui pin 1 deve stare verso illato esterno della basetta. Se avete rea-lizzato lo stampato sulla base dellatraccia da noi consigliata non è possibi-le far entrare il componente se non nelverso giusto, perciò non vi preoccupatepiù di tanto. A questo punto dovreterealizzare la bobina L1 che è compostada 6-10 spire di filo di rame smaltatodel diametro di 0,8 mm avvolte su dia-metro interno di 8 mm, spaziate dicirca 1 mm l’una dall’altra; i terminali,ovvero i capi di tale avvolgimento,vanno infilati nei relativi fori, pulitiaccuratamente e quindi stagnati; nonresta infine che montare il transistorT1, il quale va posizionato rispettandoil disegno del piano di cablaggio. Alloscopo rammentate che il terminale piùvicino alla tacca di riferimento corri-sponde all’emettitore. Il BFR36 richie-de un piccolo dissipatore a raggiera percase TO-5 o TO-39, da incastrare sulcorpo metallico, dall’alto, senzaschiacciare il componente o piegarne iterminali: la cosa più semplice è allar-gare leggermente il radiatore con unapinzetta da elettronica, infilarlo neltransistor e rilasciarlo. Per completarel’opera conviene inserire e saldaredelle morsettiere bipolari per circuitostampato a passo 5 mm nei fori dellabasetta siglati +/-V, IN AUDIO, ed INVIDEO. Per l’antenna, prevedendol’uso portatile del trasmettitore o la col-locazione in luoghi angusti e nascosti(adoperandolo come videospia non è ilcaso che si veda...) conviene adoperareuno spezzone di filo rigido o flessibilelungo 33 o 65 centimetri (rispettiva-


mente 1/4 e 1/2 d’onda) ovvero unostilo di pari dimensioni o telescopico,così da poterlo aggiustare per ottenerela miglior ricezione sul televisore; inogni caso questa antenna va connessaalla piazzola ANT, fermo restando chenel caso dello stilo occorre usare uncortissimo spezzone di filo o del cavet-to schermato coassiale la cui calzametallica va connessa a massa, mentreil conduttore centrale porta il segnaledall’ANT al corpo dell’antenna stessa.Lo stesso dicasi se intendete adoperareun’antennina caricata in gomma,

accordata ovviamente a 220-230 MHz.Volendo adoperare un elemento pertelevisione, magari una direttiva, con-viene fare la connessione con del cavocoassiale a 75 ohm che dal lato dellostampato deve essere saldato con lacalza-schermo a massa (vicino almodulo o al punto d’arrivo dell’ali-mentazione) ed il conduttore interno alcontatto ANT e, dal lato antenna, alcorpo della stessa (la calza va all’even-tuale Ground-Plane). Chiaramentetutto dipende dalle condizioni in cuidovrà lavorare il TX e dalle vostre esi-

genze: considerate perciò che lamiglior portata si ottiene con le anten-ne accordate e le direttive, tuttavia inquest’ultimo caso il televisore ricevebene solo se l’antenna si trova nelladirezione d’irradiazione e male nellealtre.

IL COLLAUDO

Terminata la costruzione del trasmetti-tore è il caso di metterlo all’opera pervedere se funziona bene: innanzituttobisogna collegare la telecamera, video-

schema elettrico della versione con ibrido MCA

La seconda versione del trasmettitore audio/videodi potenza utilizza quale finale RF il nuovomodulo ibrido Aurel MCA. Nell’immagine il

prototipo a montaggio ultimato collegato ad unamicrotelecamera CCD.

COMPONENTI

R1: 4,7 KohmR2: 2,2 KohmR3: 10 KohmR4: 10 KohmR5: 2,2 KohmR6: 100 OhmR7: 470 Kohmtrimmer min. MOR8: 4,7 KohmR9: 47 KohmR10: 47 Kohm trimmer min. MOR11: 4,7 KohmR12: 4,7 KohmC1: 100 µF 25VLelettroliticoC2: 100 nF multistratoC3: 10 µF 25VL elettroliticoC4: 150 pF ceramicoC5: 100 nF multistratoC6: 470 µF 25VLelettroliticoC7: 100 µF 25VLelettroliticoC8: 100 nF multistratoC9: 100 nF multistratoC10: 100 nF multistratoC11: 100 nF multistratoC12: 470 µF 25VLelettroliticoD1: Diodo 1N4007U1: LM358U2: 7805 regolatoreU3: MAV-VHF 224modulo AurelU4: MCA-TXmodulo AurelS1: Dip 1 poloMIC: Microfono preamplificatoANT: Antenna accordataL1: VK200 impedenza

Varie:- prese RCA da CS

(2 pz.);- zoccolo 4 + 4;- plug alimentazione;- dissipatore ML33;- circuito stampato

cod. S292.

piano di cablaggioregistratore, o altro ancora, sfruttandole apposite morsettiere e rammentandoche per l’audio il livello del segnaledeve essere di almeno 150 mVeff. altri-menti l’ascolto dal TV risulterà a bassovolume con una certa predominanzadel “soffio” di fondo. Per le connessio-ni potete usare una doppia presa RCAda pannello collegata con i terminaliesterni a massa delle morsettiere (i capia destra...) ed i centrali ad IN AUDIOper la BF e all’IN VIDEO per il video-composito. Ad esempio, volendo tra-smettere il segnale di un videoregistra-tore provvisto di presa SCART occorreprelevare da questa il filo del contatto 3(uscita audio mono) e la rispettivamassa (pin 4) oltre al 19 (uscita video-composito) ed alla rispettiva GNDvideo (17). Nessun problema invece per le micro-telecamere che solitamente hanno tre oquattro fili, di cui uno rappresenta lamassa comune, uno il positivo d’ali-mentazione, il terzo l’audio e l’ultimoil video: gli ultimi due si possono fissa-re direttamente nelle morsettiere. Per levideocamere va benissimo il discorsodei connettori RCA collegati alle mor-settiere, usando poi dei cavetti A/V conconnettori RCA su entrambi i lati,avendo l’accortezza di non scambiarequello dell’audio con il video, altri-menti non trasmetterete nulla.Sistemati i collegamenti d’ingresso el’antenna potete alimentare il tutto,applicando da 12 a 18 volt in c.c. diret-tamente tra i punti + e -Val (sonorichiesti non meno di 200 milliampère)poi, acceso un televisore posto nellevicinanze, occorre cercare il canale H2:a tal proposito va detto che ogni appa-recchio televisivo ha un suo modo dicodificare i canali, nel senso che alcunitipi hanno ancora la suddivisione inbande (I, II, III, IV e V) o in gruppi difrequenze (VHF1, VHF2, UHF) ed altri(la maggioranza) in numeri da 1 a 100.Per sintonizzare il segnale del trasmet-titore la cosa migliore è partire dalbasso, cioè da RAIUNO, ed avanzareverso l’alto lentamente fino a vederapparire sullo schermo l’immagineirradiata dal nostro TX; naturalmente laricerca può non essere rapida ed imme-diata, tuttavia siccome normalmentenel canale H non vi sono altre emitten-ti “ufficiali” con qualche tentativodovreste riuscire ad agganciare facil-



DOVE LO USIAMO?Trattandosi di un trasmettitore TV e quindi di qualcosa che un po' tutti cono-sciamo (la televisione è entrata davvero nelle case degli italiani...) ladomanda è quasi superflua, tuttavia ci serve per introdurre alcune applica-zioni certamente interessanti: il controllo ambientale e la videodiffusione.Nel primo caso il TX si colloca ben nascosto in un ambiente da sorvegliare,provvisto di una microtelecamera collegata all'ingresso IN VIDEO, ed invianell'etere le immagini riprese, visibili in tempo reale sullo schermo di qual-siasi televisore, anche portatile e posto in auto: ad esempio dovendo sorve-gliare delle persone in un edificio basta procurarsi uno di quei TV portatilicon alimentazione dall'accendisigari a 12 V o un palmare a cristalli liqui-di (LCD) quindi collocarsi con l'autovettura dietro il palazzo o sotto, o dal-l'altro lato della strada. Se il televisore ha una buona sensibilità il collega-mento è garantito entro 200÷250 metri anche se il trasmettitore opera all'in-terno di una casa, quindi vi sono ostacoli. In alternativa basta trovare postoin uno stabile vicino, sempre entro 300 metri, e ricevere con un qualsiasi TVcollegato all'antenna centralizzata posta sul tetto. Insomma, qualche provaè meglio di ogni altra parola. Ovviamente se volete l'audio dovete lasciareaperto il dip S1 collegato in parallelo al microfono interno. La secondaapplicazione è la diffusione di audiovisivi all'interno di un edificio o di quel-li immediatamente vicini: se ad esempio occorre trasmettere un programmadestinato all'interno di un albergo o di una palazzina adibita ad uffici, bastasintonizzare tutti i TV sul canale H (12) quindi collegare la fonte di segna-le, ovvero l'uscita audio e la videocomposita di un videoregistratore agliingressi IN AUDIO ed IN VIDEO del trasmettitore, quindi dare tensioneavendo cura di collocare l'antenna lontano da grosse superfici metalliche:accendendo i TV sarà possibile vedere il programma del VCR senza alcunadifficoltà, anche negli edifici distanti non più di 300 o 400 metri, purchédotati di antenna centralizzata e (sarebbe meglio) di amplificatore o centra-lino attivo.Il prospetto seguente mostra come adattare l’audio del trasmettitore televi-sivo in base all'apparecchio al quale viene collegato. In ogni situazione indi-chiamo il trimmer da regolare per il volume dell'audio, se usare o meno ilmicrofonino preamplificato montato sulla scheda, oppure connettere l'INAUDIO ad alto livello all'apparecchio esterno, ecc. La tabella riguardal'audio e resta inteso che la parte video va sempre e solo all'IN VIDEO.

FONTE A/V INPUT AUDIO TRIMMER MIC S1

VCR IN AUDIO R10 escluso ON

VIDEOCAMERA IN AUDIO R10 escluso ON

MICROTEL MIC R7 incluso OFF

PC IN AUDIO R10 escluso ON

mente il vostro segnale. Per il collaudocollegate alla presa d’antenna del TVuno spezzone di filo lungo 60-100 cen-timetri, oppure uno stilo della stessalunghezza: se l’apparecchio è portatileed è già provvisto di propria antennausate quella. Una volta rintracciato ilcanale memorizzatelo e fate lo stesso

con tutti gli altri TV sui quali voletericevere le trasmissioni del piccolo TX(ad esempio in un locale aperto al pub-blico, un salone da conferenze, ecc.) escrivetelo in modo da non dimenticar-lo, ovvero assegnatelo ad un tasto deltelecomando. Poi regolate l’eventualesintonia fine per migliorare il più pos-

sibile la ricezione. A questo punto sietecerti che il trasmettitore funziona almeglio: potete dunque pensare alla suadestinazione definitiva. Il tutto puòessere racchiuso in un contenitore diplastica che lasci uscire la sola antenna,ovvero che la contenga se si tratta diuno spezzone di filo, opportunamenteripiegato lungo il perimetro della scato-la. Destinando il TX al controlloambientale, ovvero utilizzandolo comevideospia, all’interno dello stesso con-tenitore può essere inserita la microte-lecamera ed il microfono. Ovviamenteil contenitore va forato in corrispon-denza dell’obiettivo della telecamera.Come si vede nelle immagini pubblica-te, questo trasmettitore è stato utilizza-to anche per delle riprese effettuate conalcuni radiomodelli, in particolare conun elicottero. Il TX e la microcamerasono stati inseriti all’interno di un con-tenitore plastico fissato sotto il corpodell’elicottero ed il tutto è stato alimen-tato mediante tre batterie piatte da 4,5volt (per complessivi 12,5 volt) allog-giate all’interno del modello. La limita-ta potenza del trasmettitore video (circa50 mW) non disturba in alcun modo ilricevitore del radiocomando montatosul modello; questa potenza è invecesufficiente a trasmettere l’immagineripresa anche a 300-500 metri didistanza. La portata dipende dallaquota del modello, dagli eventuali osta-coli presenti e dal tipo di antenna uti-lizzata dal televisore. Per ottenere unaportata ancora superiore è consigliabileutilizzare un’antenna ricevente diretti-va con la quale “seguire” il modellonelle sue evoluzioni. Ad ogni buonconto la qualità dell’immagine è vera-mente ottima e nel campo d’azione delsistema il segnale non “sgancia” mai.Ancora migliori – se possibile – sono leprestazioni del secondo trasmettitore dipotenza realizzato utilizzando unmodulo amplificatore ibrido dell’Aurelespressamente studiato per essereaccoppiato al modulatore MAV-VHF224. Una soluzione che consente achiunque, anche a chi non ha la ben cheminima esperienza di RF, di realizzarecon successo un trasmettitore dalleprestazioni superlative. Il nuovomodulo, denominato MCA, descritto indettaglio nell’apposito box, presentaun livello di uscita di 19 dBm, pari acirca 50÷100 mW. Questa potenza


viene erogata con un segnale di ingres-so di 2 mW ovvero con il segnale for-nito dal modulo MAV-VHF 224.L’impedenza di uscita è di 50 Ohmmentre l’assorbimento (con una tensio-ne di alimentazione di 12 volt) ammon-ta a circa 100 mA. L’ibrido comprendeun filtro passa banda in ingresso, unostadio amplificatore di potenza ed unostadio passa-basso in uscita.Particolarmente apprezzabile è la dis-torsione di intermodulazione che èsuperiore ai 50 dB; per avere un termi-ne di paragone ricordiamo che nei tra-smettitori professionali (quelli utilizza-ti da RAI e Mediaset tanto per inten-derci) il valore è di 55 dB. Questo boo-

ster consente quindi di ottenere unsegnale video di ottima qualità.Utilizzando questo ibrido abbiamo rea-lizzato un completo trasmettitoreaudio/video il cui schema è riportatonelle pagine precedenti. Il circuito èmolto simile a quello presentato sulfascicolo di aprile anzi, è perfettamen-

te uguale sino al modulatore ibridoMAV-VHF 224. L’uscita di questo ibri-do (pin 11), piuttosto che andare all’an-tenna, è connessa al pin 6 del moduloibrido U4, il booster MCA, appunto.La tensione positiva di alimentazionedi 12 volt continui viene applicata alpin 1 tramite il filtro LC composto daL1 (una comune VK200) e C11/C12.Ricordiamo che questo stadio assorbecirca 100 mA. Il pin 2 controlla uninterruttore statico in grado di bloccareil funzionamento dello stadio di poten-za. Per un normale funzionamento que-sto pin va anch’esso collegato al positi-vo di alimentazione; se lo colleghiamoa massa il finale viene spento. A massa

vanno collegati anche i pin 3, 7, 10 e13. E’ opportuno collegare a massaanche la lamina metallica dell’ibrido;in questo modo si evitano autoscilla-zioni su frequenze molto più alte. Perimpieghi continuativi è consigliabileutilizzare un piccolo dissipatore ester-no da 10÷20 °C/W mentre se il dispo-

sitivo viene acceso per pochi minuti èpossibile fare a meno del dissipatoreesterno. Il segnale amplificato da invia-re all’antenna è disponibile sul pin 15.L’impedenza di uscita è di 50 Ohm etale deve essere anche l’impedenza del-l’antenna. E’ tuttavia possibile utilizza-re elementi da 75 Ohm senza che ciòdetermini gravi anomalie. E’ anchepossibile impiegare degli spezzoni difilo rigido lunghi 33 o 66 centimetri;questo tipo di antenna è il meno adattodal punto di vista della portata ma pur-troppo è l’unico che possiamo impiega-re nella maggior parte delle applicazio-ni. La seconda versione del trasmettito-re dispone di un ingresso audio persegnali ad alto livello (la cui ampiezzapuò essere regolata agendo sul trimmerR10) e di un ingresso microfonicocompleto di capsula microfonica inminiatura. In questo caso la regolazio-ne del livello si ottiene agendo sul trim-mer R7. Il deviatore S1 consente(quando chiuso) di escludere la capsulamicrofonica. Il trasmettitore assorbepoco meno di 200 mA e va alimentatocon una tensione continua di 12 volt;l’integrato U2 provvede a ricavare i 5volt necessari al funzionamento delmodulatore U3. Il diodo D1 protegge ilcircuito da eventuali inversioni dellatensione di alimentazione. Per i motivivisti in precedenza, la realizzazionepratica non presenta alcuna difficoltà.A tale proposito ricordiamo che questaseconda versione del trasmettitore èanche disponibile in kit. Durante l’in-serimento dei componenti verificatecol piano di cablaggio e con l’elencocomponenti posizione e valore dell’ele-mento che state per montare; se si trat-ta di un componente polarizzato con-trollate anche l’orientamento dellostesso. Per gli ingressi utilizzate dueprese RCA da stampato mentre per l’a-limentazione montate una presa adattaall’alimentatore da rete che utilizzere-te. I due ibridi possono essere inseritisulla basetta solamente in un senso(quello giusto, ovviamente!); per l’in-tegrato fate uso di uno zoccolo ad 8pin. Ultimato il montaggio date un’ul-tima occhiata al circuito, collegate l’an-tenna e date tensione. Con un televiso-re posto nelle vicinanze sintonizzatevisul canale 12 e verificate che sulloschermo appaia l’immagine ripresadalla telecamera collegata al TX.

PER IL MATERIALE

Il trasmettitore audio/video da 50 mW con booster AurelMCA è disponibile in scatola di montaggio (cod. FT292) alprezzo di 99.000 lire. Il kit comprende tutti i componenti, labasetta forata e serigrafata, le minuterie nonchè i due modu-li Aurel. Questi ultimi sono disponibili anche separatamenteal prezzo di 42.000 (MAV-VHF 224) e 34.000 (MCA). Tutti iprezzi sono comprensivi di IVA. Il materiale va richiesto a:Futura Elettronica, V.le Kennedy 96, 20027 Rescaldina (MI),tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

Un’altra bella immagine della versione del trasmettitore video realizzata

col modulo di potenza Aurel MCA.

Se ci si trova a dover sostituire una serratura tradi-zionale con una elettrificata o elettronica, al giorno

d’oggi sono disponi-bili innumerevolisoluzioni, realizzatecon tecniche diversema ugualmente effi-caci: ognuna specificaper talune applicazio-ni, quasi da mettercinell’imbarazzo della scelta.Per l’attivazione a distanza visono radiocomandi e telecomandi adinfrarossi, con codifiche più o menocomplesse, mentre per il controllosul posto possiamo scegliere tra lechiavi a badge magnetico, a tastie-ra con combinazione, a chipcard eda trasponder. Tutte tecniche dellequali, in questi anni, abbiamo avutomodo ed occasione di parlare, propo-nendo per ciascuna diversi circuitifacilmente realizzabili. Ora, vogliamoproporvi una nuova serratura elettronicacaratterizzata principalmente da un’alta affidabilità difunzionamento, provvista inoltre di un sistema antisa-botaggio capace di attivare una sirena o altro segnalato-

re d’allarme qualora qualcuno non autorizzato tentassedi manometterla. La serratura in questione è basatasulle Button Key della Dallas, cioè su una chiave in for-mato “pila a bottone” (tipo CR1632) contenente unmicrochip capace, se alimentato con due soli contatti(tanti quanti quelli di una comune pila...) di generare un

codice digitale univoco di ben 48 bit edi inviarlo al nostro circuito in un

tempo di soli 5ms.Sfruttando le Button Key

abbiamo dunque svilup-pato l’applicazione diqueste pagine. Si trattadi una serratura a com-binazione idonea alcomando di svariate

apparecchiature, nonchédi centraline d’allarme ed

apricancello, ma anche disemplici elettroserrature. La

gestione dell’insieme è affidataad un microcontrollore Atmel di tipo

AT89C2051, ad 8 bit, e capace da solo disvolgere tutte le funzioni che servono, dalla

memorizzazione dei codici alla lettura, al comando deirelè con le relative temporizzazioni, ed alle segnalazio-ni luminose. In sintesi possiamo così riassumere il fun-


SERRATURAELETTRONICA

CON BUTTON KEY

CONTROLLO ACCESSI

di Giulio Vietto


Unità con uscita a relèper il comando di tornellie cancelli elettrificati, o di

sistemi d’allarme,provvista di lettore per le

“Button Key”, chiavi amicrochip della Dallas

Semiconductor. Capace diapprendere fino a 100

codici diversi, dispone diun sistema antisabotaggiocollegato ad un secondo

relè, che scatta se si tentadi far leggere una chiave

non abilitata.

zionamento del circuito: appoggiando una Button Keya due contatti metallici (vedremo poi come sono fatti) ilmicrocontrollore provvede ad alimentarla e a leggere lastringa inviata, ricava quindi il codice corrispondente eva a vedere se nella memoria EEPROM esterna (U3) sitrova una stringa uguale; in caso affermativo provvedead attivare il relè d’uscita per il tempoi m p o s t a t omediante tred ip - swi t ch(DS1 A, B,C) tra 0,5 e4 secondi, ea dare unas e g n a l a -zione acu-s t i c amedianteil buzzerB Z .Inoltre siaccendeil ledverde al posto del rosso, spegnendosi al momento in cuiricade il relè e confermando così il buon esito dell’ope-razione. Se invece la chiave a bottone non è tra quelleabilitate ed apprese dal sistema viene attivata la proce-

dura di allarme: il relè d’uscita non viene eccitato escatta invece, per 30 secondi, quello di allarme, chechiude l’OUT 2 permettendo di attivare impianti disegnalazione esterni, sirene, ecc. Il buzzer conferma

comunque l’acquisizione dellachiave emet-tendo il solitobeep. E’ pos-sibile ripri-stinare l’ap-p a r a t oinserendou n aB u t t o nKey abili-

tata, allor-ché ricade il relè

di allarme (RL2). Per facilitarele operazioni ed avere un ottimocontrollo visivo dell’attivitàdella scheda dall’esterno consi-gliamo di montare sul pannelli-no o placchetta che ospita i con-

tatti per la chiave dei led (LD1 e LD2) che ripetano iled montati sulla scheda: LD3 e LD4. Le segnalazionia led servono, oltre che per il normale utilizzo della ser-ratura elettronica, anche durante le fasi preliminari di


schemaelettrico

apprendimento e cancellazione dellamemoria. Un ultimo diodo luminoso,LD5, lampeggia costantemente durantel’esecuzione delle routine implementa-te nel microcontrollore, e vuol essereuna sorta di spia di “run”. Questo è unpo’ tutto ciò che descrive l’unità, alme-no sommariamente: tra poco spieghere-mo anche i dettagli, ma prima è beneandare alla scoperta delle Button Key,ed in particolare di quelle da noi usatein questo progetto, così da affrontarepoi lo schema elettrico con le nozioniche servono a comprenderlo corretta-

mente. La prima cosa da dire è che talidispositivi sono realizzati dalla DallasSemiconductor, una Casa statunitenseforse poco nota ai principianti ma piùconosciuta dai progettisti perché spe-cializzata in moduli misti ed ibridi,quali i Real Time Clock (RTC) deicomputer. Le Button Key si presentanocome delle pile a bottone del diametrodi circa 16 mm e spesse poco più di 3(sembrano insomma delle CR1632) econtengono un complesso microchipcollegato esternamente ai due elettrodi,dei quali il positivo è l’interno (centra-

le) ed il negativo l’esterno. Essi costi-tuiscono i due elettrodi per l’alimenta-zione, attraverso i quali propagano idati: in pratica, una volta alimentato ilchip invia tutti i suoi bit in forma seria-le, pilotando con essi un transistor checarica i due fili di alimentazione, pro-ducendo una serie di livelli logici cheperò non ne alterano il funzionamento.Per la nostra serratura elettronica utiliz-ziamo il modello DS1990A, tra i piùsemplici (si fa per dire...) al cui internosi trova una ROM programmata univo-camente in fabbrica con una precisa


tecnica a laser, così da garantire lamassima sicurezza ed univocità delcomando: il contenuto della memoriaaltro non è se non il numero seriale diproduzione. Ogni volta che vienemessa sotto tensione la chiave generain forma seriale il codice che la con-traddistingue; i dati che escono perprimi sono in un byte indicante il tipo(family code) dopo il quale vengonoinviati altri 6 byte che esprimono ilvero e proprio serial number. L’ultimobyte trasmesso (CRC) rappresenta ilchecksum della stringa inviata.

Andiamo ora ad esaminare quello cheaccade nella scheda da quando la siaccende: all’avvio e dopo il power-onreset il microcontrollore Atmel (U2)inizializza gli I/O assegnando i pin 2, 3,6, 8, 9, 11, 15 come input, e 7, 12, 14,16, 17, 18, 19 come output. Il pin 13funziona invece da linea bidirezionaleper la ricetrasmissione dei dati da everso la EEPROM seriale U3. Le linee2, 3, 6, servono per leggere lo stato deimicrointerruttori del dip-switch DS1,ovvero A, B, C, ciascuno dei quali con-sente di impostare un determinatotempo per il quale il relè RL1 debbarestare eccitato a seguito del riconosci-mento di una Button Key abilitata; il

J1, J2 e J3, servono per impostare levarie modalità di funzionamento: J2permette il comando monostabile (adimpulso) del RL1 se aperto e bistabile(a livello) quando chiuso; J1 decidel’entrata in autoapprendimento se chiu-so (normalmente deve stare aperto) edinfine, J3, consente la cancellazionetotale della memoria EEPROM esterna(U3). Particolarmente interessanti sono lesegnalazioni date dai diodi luminosi: ilgiallo (LD5) pulsa con ritmo 0,5/0,5secondi in modo normale (serratura)mentre attivando la cancellazione (J3)lampeggia alla frequenza di circa 4 Hzper una ventina di secondi (tanto è il

Dopo tanti anni di progetti gestiti damicro ST, Zilog e Microchip, abbia-mo voluto provare “dal vivo” i pro-dotti della Atmel, utilizzando per laserratura elettronica con Button Keyun compo-nente siglato89C2051. Ilmicro inoggetto èbasato suun’architet-tura ad 8 bitmolto ricca:internamentei n c o r p o r auna Flash Eprom da ben 2 Kbytegarantita per 1000 cicli, una RAM da128x8 bit, tre porte per un totale di15 linee di I/O, due timer / contatorida 16 bit, un UART programmabilecon linee dati TXD (pin 2) ed RXD

(3) attivabili via software per realiz-zare direttamente delle connessioniseriali, un comparatore analogico eben 6 fonti di Interrupt. Ha natural-mente l’oscillatore di clock interno,

utilizzabilecon un quar-zo da 11÷12MHz. Diparticolareimportanzaè il fatto chela strutturadei microAtmel ècompatibile

con il set di istruzioni standard MCS-51, utilizzato ed inventato dallaIntel. Nella nostra applicazione fa“girare” il software meglio descrittodal diagramma di flusso visibile inqueste pagine.

il microcontrollore Atmel

significato dei dip è in un’appositatabella che trovate nel corso dell’arti-colo. La rete C7/R27 serve a dare ilreset all’accensione, poiché applica unimpulso positivo al piedino di RST (1)del micro. Notate che tutte le lineesono provviste di resistenze di pull-up,mancando queste all’interno del chip.Il led LD5 (run) viene comandato dalpin 7 tramite il transistor NPN T6, elampeggia costantemente sia quandoviene eseguito il programma di norma-le funzionamento che nella fase di can-cellazione della memoria. I ponticelli

tempo necessario a “ripulire” la memo-ria) quindi rallenta il ritmo emettendoun lampeggio ogni secondo circa, indi-cando che non ha alcun codice valido eche per poter utilizzare il sistemaoccorre necessariamente aprire J3 eprovvedere all’apprendimento di una opiù chiavi. Se non lo si fa e si rientra inmodalità normale, il led giallo continuail suo lampeggio lento.I led LD3 ed LD4 (ed i corrispondentiLD1 ed LD2, posti sulla placchettaesterna) danno le informazioni d’uso epartecipano alle segnalazioni in


COMPONENTI

R1: 4,7 KOhmR2: 4,7 KOhmR3: 4,7 KOhmR4: 4,7 KOhmR5: 4,7 KOhmR6: 4,7 KOhmR7: 4,7 KOhmR8: 4,7 KOhmR9: 4,7 KOhm

piano di montaggio

R10: 4,7 KOhmR11: 10 KOhmR12: 10 KOhmR13: 10 KOhmR14: 4,7 KOhmR15: 4,7 KOhmR16: 4,7 KOhmR17: 4,7 KOhmR18: 4,7 KOhmR19: 2,2 KOhmR20: 4,7 KOhm

R21: 220 OhmR22: 220 OhmR23: 220 OhmR24: 1,5 KOhmR25: 220 OhmR26: 1 KOhmR27: 10 KOhmR28: 220 OhmC1: 100 nF multistratoC2: 220 µF 16VL

elettroliticoC3: 1000 µF 25VL

elettroliticoC4: 100 nF multistratoC5: 22 pF ceramicoC6: 22 pF ceramicoC7: 10 µF 16VL

tantalioC8: 100 nF multistratoC9: 100 nF multistratoD1: Diodo 1N4007D2: Diodo 1N4007D3: Diodo 1N4007D4: Diodo BAT 85D5: Diodo 1N4007DZ1: Diodo

Zener 5,6VDZ2: Diodo

Zener 5,6VLD1: Led rosso

5 mm EXT.LD2: Led verde

5 mm EXT.LD3: Led rosso 5 mmLD4: Led verde 5 mmLD5: Led giallo 5 mmU1: 7805 regolatoreU2: AT89C2051

program. (MF289)U3: 24C65

U4: 40106T1: BC547B





transistor PNPT6: BC557B

transistor PNPT7: BC547B


transistor NPNQ1: Quarzo

11,0592 MhzRL1: Rele 12V 1SC min.RL2: Rele 12V 1SC min.DS1: Dip switch 4 poliBZ: Buzzer 12V con

oscillatoreL1: VTK200

Varie:- morsettiera 2 poli (2 pz.);- morsettiera 3 poli (3 pz.);- zoccolo 4 + 4;- zoccolo 7 + 7;- zoccolo 10 + 10;- connettore 2 poli strip

da c.s. (3 pz.);- jumper NC;- stampato cod. S289.

(Tutte le resistenze sonoda 1/4 di watt contolleranza del 5%)

apprendimento. In apprendimento (J1chiuso) i due led lampeggiano alterna-tivamente e ciascuno ogni 0,5 secondise vi sono già codici in memoria, diver-samente pulsano a frequenza dimezza-ta, cioè a ritmo di 1/1 s, indicando alsolito che occorre provvedere a memo-rizzare almeno una chiave; ogni voltache si avvicina una chiave ai contattidella placchetta suona il cicalino ed illed giallo si accende per la stessa dura-ta della nota acustica che viene emessa.Vediamo allora di riassumere il funzio-

namento del circuito passo a passo,dopo l’inizializzazione: se i tre ponti-celli sono aperti tutto è a riposo, edabbiamo LD5 che lampeggia ed LD3acceso a luce fissa; supponendo di par-tire dall’inizio e di avere U3 completa-mente vuota (nella pratica ciò nonaccade perché il chip appena acquista-to può comunque presentare dati casua-li, perciò è sempre consigliabile prov-vedere ad una cancellazione...) il giallopulsa lentamente (1/1 secondo) mentreha un ritmo più sostenuto (0,5/0,5 s) se

invece abbiamo già fatto apprendereuna chiave. Volendo memorizzarne altre (ricordateche il sistema può registrarne ed abili-tarne ben 100!) occorre chiudere J1,allorché si spegne LD5 e iniziano alampeggiare LD3 ed LD4 con il ritmodi 0,5/0,5 secondi; da adesso qualsiasiButton Key che venga appoggiata aicontatti viene letta ed il suo Serialnumber viene salvato in EEPROM. Lacorretta sequenza è questa: facendotoccare la “pastiglia” con gli elettrodi


della scheda si triggera il microcontrol-lore U2, che rileva il carico prodottomediante la linea applicata al collettoredi T8, che produce un livello logico sulpin 15. Tramite il piedino 16 emetteserialmente il comando di richiesta deidati, sotto forma di impulsi che ampli-ficati dal T8 raggiungono l’ingressodella Button Key il cui chip li ricevesotto forma di variazioni della tensionedi alimentazione; terminata la stringain arrivo dal circuito risponde facendopulsare la stessa linea di alimentazione,

ed effettua una verifica sull’esattezzadella stringa, quindi se i dati sono statiricevuti correttamente li salva nellaEEPROM U3.Notate che dovendo caricare fino a 100differenti Serial Number, la memoriadeve essere particolarmente capiente:ecco perché per U3 abbiamo scelto una24C65, da ben 64 Kbit (8Kx8).All’apprendimento di una Button Keyil microcontrollore comanda l’1 logicosul piedino 19 per circa un secondo,facendo saturare il transistor T1 ed

stabilisce il contatto con i due elettrodiavviene la comunicazione secondo ilmodo appena descritto; il software pro-cede all’elaborazione, ricerca nellaEEPROM un Serial Number uguale ese lo trova vuol dire che la Key è diquelle abilitate al comando della serra-tura. Pertanto attiva la subroutine digestione delle uscite ed agisce così: dàun impulso positivo al pin 19 facendosuonare il cicalino BZ per un secondo,e contemporaneamente pone a livelloalto il 17, facendo saturare T2, ed ecci-

e mandando così tra i punti KEY gli 8byte che U2 provvede a ricevere sul pin15 ed a decifrare. Acquisite le informazioni il softwareprovvede ad estrarre la prima wordindicante il tipo di chiave, quindi veri-fica che sia una DS1990S; in caso con-trario annulla l’apprendimento e tornaad attendere che una nuova Key entri incontatto con gli elettrodi esterni. Setutto va bene (il chip è un DS1990A...)legge i 6 byte seguenti e costituenti ilSerial Number, quindi l’ultimo (CRC)

accendendo il cicalino, il quale emetteuna nota acustica di pari durata, a con-ferma dell’operazione; LD5 produceun lampeggio per effetto dell’impulsoad 1 logico che U2 manda al propriopin 7. Adesso apriamo il ponticello J1 evediamo che il sistema torna in modonormale, nel quale deve funzionare dalettore e serratura elettronica. Facendotoccare una chiave sui contatti possonoaccadere due diverse cose, a secondache sia abilitata o sconosciuta. Nelprimo caso (Key già appresa) appena si

tando la bobina del relè RL1 il cuiscambio si chiude tra C ed NA, riapren-dosi allo scadere del tempo impostatosulla base delle condizioni imposte daidip-switch A, B, C. Inoltre il piedino12, normalmente a zero logico, com-muta ad 1 mandando in conduzione T4ed accendendo così LD4 (verde) per lostesso tempo in cui resta eccitato ilrelè; per effetto di ciò il led rosso LD3è praticamente cortocircuitato e si spe-gne, ritornando ad accendersi quando,esaurito il tempo impostato dal DS1, il

Il montaggio della schedanon presenta particolaridifficoltà. L’inseritore vaautocostruito utilizzando

una piastrina di materialeisolante in cui disporre unpiccolo rivetto per il con-

tatto centrale della chiave euna punta per quello late-

rale. Non preoccupatevi perla bontà dei contatti: iltempo di lettura delleButton Key è talmente

breve (meno di 5 ms) chequalsiasi sistema utilizzatofunzionerà egregiamente.


pin 12 si rimette a zero e lascia interdi-re T4 e manda in conduzione T5. Se J2è aperto il relè RL1 scatta e ricade dopo

il tempo previsto dai dip-switch; seinvece è chiuso si eccita al primo con-tatto con una Button Key abilitata, e

ricade a quello successivo: funzionainsomma in modo bistabile.Nel caso in cui la Button Key appog-giata ai contatti non sia tra quelleapprese preventivamente, la procedurasi svolge come appena descritto limita-tamente all’acquisizione del SerialNumber ed al suo confronto con quellisalvati nella EEPROM U3; quindi nontrovando la corrispondenza il micro-controllore attiva la routine di allarme,poiché rileva il tentativo di accesso conuna chiave sconosciuta.Per prima cosa forza ad 1 logico per unsecondo il solito piedino 19, facendocomunque emettere la nota acustica alcicalino, se non altro per avvertire del-

il settaggio dei jumperNella nostra scheda sono disponibili 3 jumper il cui significato è il seguente: J1=avvio dell’apprendimento; J2 = monostabile/bistabile; J3 = Erase. J2 decide ilmodo di funzionamento: se lasciato aperto il relè è comandato ad impulso e adogni attivazione viene eccitato e ricade dopo il tempo impostato con DS1; chiu-dendo J2 si ottiene la modalità bistabile, e RL1 scatta al primo contatto con lachiave abilitata, e ricade al successivo. Per far apprendere delle Button Key occor-re chiudere J1, attivando il modo Program, quindi far toccare una ad una le keyattendendo la nota acustica di conferma. Volendo cancellare la memoriaEEPROM (tutta in un volta) si lascia chiuso J1 e si cortocircuita per un istante J3.

flow-chart del programma


l’avvenuta lettura. E’ infatti questa l’u-nica segnalazione data all’utente, datoche i led LD3, LD4 ed LD5 rimangonoa riposo. Inoltre il chip Atmel pone alivello alto il proprio pin 18 per 20secondi, attivando per lo stesso tempoT3 e con esso il relè RL2, che chiude ilsuo scambio e con esso OUT2: sfrut-tando il contatto normalmente chiuso(NC) o normalmente aperto (NA) pos-siamo dunque comandare l’ingresso diuna centralina d’antifurto o comunqued’allarme, ovvero alimentare diretta-mente una sirena, un lampeggiatore ouna spia che richiami l’attenzione. Inapplicazioni di massima sicurezza loscambio del RL2 potrebbe comandare

un’elettroserratura in grado di bloccareuna porta che impedisca la fuga a chitenta di sabotare la chiave elettronica.

Insomma, le applicazioni sono innume-revoli, quel che conta è che con una keynon abilitata l’OUT normale (OUT 1)

Una volta eccitato il relè d’uscita normale (RL1) resta attivo per un tempo che, ad ognicomando, dipende dall’impostazione del triplo dip-switch DS1; lo stesso intervallovale per il led verde che accompagna lo scatto del relè. La tabella qui sotto illustra lacorrispondenza tra le combinazioni e gli intervalli ottenibili.

tempo (s) A B C0,5 off off off1 on off off 2 off on off4 off off on

l’impostazione del tempo

Tutte le funzioni logiche della scheda sono affidate ad un microcon-trollore 8 bit della Atmel. Il programma caricato nel micro può

essere facilmente compreso osservando i tre diagrammi a blocchiriportati in questo box. Nel normale funzionamento, il micro altronon fa che continuare a testare la presenza di una Button Key e

quando la rileva provvede a commutare lo stato del relè nel caso difunzionamento bistabile, oppure ad attivare il relè per un tempoimpostabile se la modalità di funzionamento selezionata è quellaastabile. Tutto ciò a patto che la chiave sia stata precedentementememorizzata attraverso la routine PROGRAM: essa consente lamemorizzazione di un massimo di 100 Button Key. Se la chiave

messa a contatto con la nostra scheda non risulta valida o il suocodice non è stato precedentemente memorizzato, il micro provvede

ad attivare la routine ALARM.


Si chiamano Button Key i componenti innovativi realizza-ti dalla Dallas Semiconductor che esternamente si pre-sentano come delle pile a bottone del diametro di circa 16mm e spesse poco più di 3 e contengono un complessomicrochip CMOS collegato esternamente ai due elettrodi,dei quali il positivo è l’interno (centrale) ed il negati-vo l’esterno. Essi costituiscono i due elettrodi perl’alimentazione, attraverso i quali si propaganoanche i dati: in pratica, una volta alimentato ilchip genera tutti i bit che lo caratterizzano informa seriale, pilotando un transistor che carica idue fili di alimentazione, producendo una serie dilivelli logici che però non ne altera-no il funzionamento. Ciò graziead una rete a diodo e con-densatore che prende ten-sione a riposo e durante ilivelli alti, isolando quandogli elettrodi vengono chiusidal mosfet d’uscita. Sempre trai capi del “bottone”, si trova una linea logica che portagli impulsi all’unità di controllo, per ricevere i comandidal bus a due fili. Nella nostra serratura elettronica uti-lizziamo il modello DS1990A, tra i più semplici perché alsuo interno si trova sostanzialmente una ROM program-mata univocamente in fabbrica con una precisa tecnica alaser, così da garantire la massima sicurezza ed univocitàdel comando: il contenuto della memoria è il numeroseriale di produzione. Per leggerlo occorre alimentare il

dispositivo ed inviare, sotto forma di commutazioni lungola linea di alimentazione, il comando di Read ROM: laButton Key risponde emettendo in forma seriale ciò checontiene, partendo dai bit il cui indirizzo è meno signifi-

cativo (dal basso) poi si ferma; idati che escono per primi sono

in una byte indicante il tipo(family code) di componen-te, dopo la quale arrivano

altri 6 byte esprimenti ilvero e proprio serial number,

sempre nel formato caratteriz-zato dall’avere all’inizio i bit meno

significativi ed in fondo quelli di peso maggiore.Completa la serie un’ultimo byte (CRC) che rappresentail checksum dell’intera stringa inviata, ovvero un bytedeterminato sulla base dei 7 precedenti. Il checksum con-sente all’unità di lettura di verificare se gli indirizzi sonostati acquisiti senza alcun errore. Le applicazioni sonoinnumerevoli e riguardano i campi della sicurezza, delcontrollo accessi, e dell’automazione in generale; le pic-cole key possono essere incollate su un portachiavi inmodo da farle appoggiare facilmente a due elettrodiopportunamente posizionati su un pannello di lettura.

il protocollo delle Button Key

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

rivenditore autorizzato:

Via Val Sillaro, 38 - 00141 ROMA - tel. 06/8104753

Else Kit

resta a riposo e si attiva invece l’allar-me per 20 secondi. Pertanto per poterprocedere occorre attendere questointervallo. Chiaramente chi possiede lachiave esatta e si è accorto di averneinserita un’altra può subito rimediareinserendola nel lettore, allorché ilmicrocontrollore termina la proceduradi allarme. Vale la pena di soffermarsiun attimo a descrivere il particolare

metodo di identificazione della presen-za di una Button Key, ovvero su comeviene rilevato il contatto: il micro pro-duce ciclicamente il livello logico altosul piedino 16, facendo commutarecontinuamente e lentamente (conperiodo di circa 1/1 secondo...) il T8,che a sua volta chiude e svincola lalinea verso i punti KEY; al rilascio, senon vi è alcuna chiave il collettore

torna a livello alto e T7 va in saturazio-ne per effetto delle resistenze R19 edR24. Quando si appoggia una chiave aidue elettrodi, appena il pin 16 delmicrocontrollore torna a zero logico eT8 si interdice, la corrente che assorbedalla scheda è tale da far interdire T7facendo comparire un livello alto sulpiedino 15; U2 sa quando attiva o spe-gne T8, perciò se rileva tale condizione


nel periodo di interdizione vuol direche la causa è la presenza di una ButtonKey. Perciò genera il comando ReadROM (33 esadecimale) lungo la lineadi alimentazione, propagandolo verso idue elettrodi; poi attende qualche istan-te la risposta dal chip Dallas, ed infinechiude il ciclo mandando in saturazio-ne il solito transistor T8 e chiudendocosì il link; viene ignorata la condizio-ne logica del piedino 15, almeno fino aquando lo stesso T8 non torna interdet-to, ovvero finché il micro non ripone azero il proprio pin 16. Passiamo adesso

ciascuno con la tacca di riferimentorivolta come indicato nel disegno dimontaggio. Sistemate i condensatoricon un “occhio di riguardo” per quellielettrolitici, che hanno una loro polari-tà, e dopo inserite e saldate i transistor,badando di orientarli come mostrano lefoto e i disegni; lo stesso dicasi per ilregolatore U1, la cui parte metallicadeve stare rivolta al T1. I relè sono ditipo miniatura con bobina a 12 volt.Anche il cicalino ha una precisa polari-tà, mentre il quarzo si può infilare inqualsiasi verso, senza difficoltà. Alla

su cui volete montare i contatti per lachiave e gli eventuali led di ripetizione.A tale proposito consigliamo di usareuna piastrina in materiale isolante,quindi disporre in mezzo un piccolorivetto che collegherete alla piazzola omorsetto che porta all’induttanza L1;lateralmente, ad una distanza circauguale al raggio del “bottone” sistema-te una punta o un bulloncino ben fissa-to ed alto circa 5 mm, da connetterecon un filo alla massa della scheda,ovvero al morsetto - dei due marcatiKEY.Quanto ai led ripetitori, essi vanno pra-ticamente in parallelo ad LD3 ed LD4:con tre fili connettete dunque i capidell’apposita morsettiera ai diodi lumi-nosi, collegando il centrale all’anododel verde ed al catodo (è quello dallaparte smussata del componente...) delrosso, quindi unendo l’anodo del ledrosso al contatto LD1 della morsettieraed il catodo del verde all’LD2 dellastessa. Ora tutto è completato. Per facilitare le cose potete pensare adinserire led e contatti su una placchettacopriforo per prese standard delle varieserie Bticino (es. Living) o Gewiss(Playbus) Vimar, ecc., perché costapochissimo ed è facilmente lavorabile,essendo in plastica.Sistemati gli aspetti pratici non dovetefare altro che procurarvi un alimentato-re capace di fornire 12÷15 Vcc ed unacorrente di almeno 200 milliampère,applicarne i capi ordinatamente a +V emassa, quindi verificare che il circuitoentri in funzione.

a vedere come si costruisce la serraturae la relativa placchetta destinata adaccogliere le Button Key. Per primacosa realizzate la basetta stampata perfotoincisione. Inciso e forato lo stam-pato iniziate ad infilare tutte le resi-stenze e i diodi al silicio, rammentandoche, al solito, in questi ultimi la fascet-ta colorata marca il catodo. Passate aglizoccoli per gli integrati, disponendo

fine, controllato il tutto, inserite gliintegrati ciascuno nel proprio zoccolo,avendo cura di far coincidere le taccheed evitando di piegare i terminali.Controllate ancora il montaggio e poiprocuratevi la placchetta o il pannellino

ANCHE IN SCATOLA DI MONTAGGIO

La serratura elettronica con Button Key è disponibile in sca-tola di montaggio (cod. FT289) a 108.000 lire. Il kit compren-de tutti i componenti, la basetta forata e serigrafata, il micro-controllore Atmel già programmato e una Button Key concodice univoco; non è compreso il connettore per Button Keyche va autocostruito utilizzando due pin-strip da stampato.Ogni Button Key aggiuntiva (cod. DS1990A) è disponibile a10.000 lire. Il microcontrollore già programmato (cod.MF289) è disponibile anche separatamente a 54.000 lire. Ilmateriale va richiesto a: Futura Elettronica, v.le Kennedy 96,20027 Rescaldina (MI), tel. 0331-576139, fax 0331-578200.

SOMMARIO - pannulloclassico LM324) e serve sostanzial-mente a produrre un'onda con cui pilo-tare...

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