Proyecto fin de carrera.

Pongo un video y una foto de mi proyecto de fin de carrera. Es un analizador de espectro basado en un sintonizador de TV, un Arduino Duemilanove, y con interface de usuario a través del PC.

(Disculpad la mala calidad del video) .

Esta es una imagen del montaje, falta el Arduino en el hueco junto al sintonizador.

Imagen del panel principal.

La aplicación del PC está programada en Java, para la comunicación con el hardware del analizador se utiliza un microcontrolador Arduino. Este microcontrolador utiliza un integrado FT232 para hacer una conversión USB-RS232, por lo tanto la programación del firmware y el software se hace como si fuese una comunicación RS232.

El hardware está formado por dos pasos de FI, el primero es el que nos dá el sintonizador UV916, y la segunda está formada por un integrado SA615, que tiene un mezclador, un demodulador de FM y una salida de RSSI o nivel de portadora, esta última se usa para determinar la amplitud del espectro.

Fuente de laboratorio basada en LM723

Aquí muestro una fuente de alimentación basada en el popular regulador LM723. El esquema es el siguiente:

 

Se puede ajustar la salida de voltaje de 0 a 24v con una carga de 2A, para cargas menores de 2A se puede llegar hasta 30v. El ajuste de corriente se puede hacer de 50mA a 2A, este ajuste no es una fuente de corriente constante, solamente es una protección para el circuito bajo prueba, debido a que el limite de corriente está sujeto a las variaciones con la temperatura del diodo D1 y del transistor Q2.

Para una corriente máxima de 2A, las resistencias: R20,21,23,24 y 31 no se montan. Si estas se montan, la corriente máxima sería de 4A, pero en este caso se debería montar un disipador mayor, u otro de igual tamaño al empleado a mayores, es decir dos disipadores para dos transistores cada uno (en total se deben poner 4 transistores 2N3055).

Con R3 se ajusta la máxima corriente, y con R4 se ajusta el máximo voltaje.

A continuación unas fotos del montaje:

Los medidores de voltaje y corriente está montados en torno al pular ICL7107, alimentados por una fuente auxiliar con un pequeño transformador de 9V y 300mA.

El ventilador del disipador está controlado en temperatura por un PIC12F683. El sensor de temperatura empleado es un LM35.

En lugar de aislar los transistores del disipador, se ha aislado el disipador de la caja para permitir la mayor transferencia de temperatura de los transistores al disipador. Los colectores van unidos y el colector es el que tiene su contacto con el encapsulado, por lo que no hay problema de que hagan contacto ambos con el disipador.

El transformador de 24Vac y 2Aac está recuperado de un viejo video Beta.

Dimmer mediante "Clics".

El presente circuito se intercala entre la lámpara y el cable que sale del techo, o bien en la caja de conexiones entre los cables que van hacia la lámpara. Y se puede regular la intensidad de la misma, en cinco niveles, simplemente apagando la luz brevemente y volviendo a encenderla, o sea haciendo un “clic”, por cada clic se incrementa la intensidad, y al llegar al máximo, se pasa al mínimo para seguir incrementando.

         Las cargas que se pueden conectar son únicamente resistivas, o sea lámparas de incandescencia (halógenas con transformador NO).

         Sin disipador en el triac se pueden manejar cargas de hasta unos 150w, si le ponemos un pequeño disipador se puede incrementar hasta 300w.

         La conexión se hace colocando los cables que salen del techo al conector marcado como “220”, y la lámpara al conector marcado como “LAMPARA”. O bien en la caja de conexiones identificando el cable que va hacia la lámpara, y conectándolo entre medias de igual manera, el cable que va hacia la lámpara en el conector “LAMPARA”, y los cables de los que partían los anteriores al conector “220”.

        

         El PIC, lo vendo programado, si os interesa contactar conmigo.        

 

Analizador de espectro con display LCD y sintonizador de TV.

         Presento un analizador de espectro con sintonizador de TV analógico, y un display matricial de 128x64 píxel para visualizar el espectro.

         Puesto que utiliza un sintonizador de TV, el margen de frecuencias de entrada está entre 45MHz y 850MHz aproximadamente. La impedancia de entrada del medidor es 75Ω, y el nivel de entrada estará entre 20 dBμV y 66dBμV.

         Los sintonizadores de TV analógicos tienen la sintonía por medio de un voltaje que se sitúa entre 1V y 30V, y el margen de frecuencias indicado anteriormente está dividido en tres bandas. Para cada una de esas tres bandas tenemos ese voltaje de sintonía ente 1 y 30V.

Lo que necesitamos para un analizador de espectro es que esa sintonía haga un barrido de frecuencias, y nos dé en cada instante el nivel de amplitud de la sintonía.

Para conseguir esto se usa un generador de rampa, que empieza en 1V, sube lentamente hasta 30V, y llegados a este punto baja rápidamente a 1V. Con esto se consigue barrer una banda entera, si quisiéramos ver en detalle una porción del espectro más pequeña, entra en juego el Span, con este control se consigue ese resultado, haciendo que la rampa esté más tumbada, por ejemplo que varíe entre 10V y 15V, y con el control de sintonía lo que hacemos es desplazar esa rampa hacia arriba o hacia abajo, por ejemplo de 12V a 17V, o de 5V a 10V.

         El esquema de la parte de generador de rampa es el siguiente (además de la conmutación de bandas, y sintonizador, montado todo en SMD, salvo el potencihometro digital y los condensadores de desacoplo):

         La amplitud del espectro se consigue medir por medio de unas etapas de frecuencia intermedia (FI), la primera es la del sintonizador, con un valor de entre 32MHz y 39MHz (la TV analógica tenia 7MHz de ancho de banda para cada canal), a esta le sigue una de 10,7MHz, y por último una de 455KHz, esta última está construida en torno a un demodulador de FM MC3371, el cual tiene una salida de RSSI (nivel de amplitud de radio frecuencia), que usamos para obtener el deseado nivel de amplitud (a este tipo de analizador se le llama "Superheterodino"). Este se aplica al ADC de microcontrolador, y con ello conseguimos representarlo en el display.

El esquema de bloques de la etapa de RF es el siguiente:

Donde la primera FI está controlada por la mencionada rampa. Y su esquema es el siguiente:

        

         Aquí algunas fotos más del montaje:

Mini Dimmer con mando infrarrojo.

El presente dimmer sirve para regular la luminosidad de una lampara de filamento o incandescencia, por medio de un mando a distancia infrarrojo, y también por medio del interruptor de la pared haciendo un doble clic pulsando dos veces el interruptor (puesto que es un interruptor, es como si en una instalación simple de un punto de luz encendiésemos y apagásemos de forma rápida una vez), entonces entra en un modo pendular, y con un tercer clic se queda la intensidad de luz en ese nivel. Un simple clic enciende o apaga la lámpara.

La regulación se hace por medio de un tiristor, con sustración de corriente en la puerta. Se utiliza una detección de paso por cero de la señal alterna de 220V, momento en que se resetea un temporizador, y cuando este coincida con una variable que determina la luminosidad se dispara tiristor. El esquema es el siguiente:

Aquí se puede ver una foto del montaje:

El mando utiliza un protocolo propio para evitar interferencias con otros mandos que tengamos por casa, de TV, DVD, etc. El código es similar al RC5 de PHILIPS, pero con menor numero de bits, y con menor duración de bit. Utiliza tres botones, incremento de luminosidad, decremento, y encendido/apagado. Aquí se puede ver una imagen:

El esquema del mando:

Para que las pilas duren el mayor tiempo posible, cuando no se pulsa ninguna tecla se pone el microcontrolador en modo "Sleep", y estomáticamente en modo normal cuando se detecta la pulsación de una tecla.

Regulador Low-Drop

Un regulador Low-Drop, es un regulador de voltaje parecido al 78XX, o el 79XX, con la ventaja de que el voltaje de entrada necesita solamente ser 1v mayor del voltaje de salida aproximadamente, frente a los 3v de los otros normales. Existen reguladores integrados como el LM3940, pero puede ser dificil encontrarlos. Una opcion es el presente circuito que está construido con componentes estandar.

Regulador de velocidad para ventiladores

Este circuito permite regular la velocidad de un ventilador de 12v en función de la temperatura del disipador, a mayor temperatura, mayor numero de revoluciones.

Resulta muy interesante, pues los disipadores no siempre están a su máxima temperatura y solo es necesario un flujo de aire fuerte cuando alcanza una alta temperatura. De esta forma conseguimos reducir el ruido que puede resultar molesto, y alargamos la vida del ventilador.

Se puede ajustar la sensibilidad para que el ventilador se ponga en marcha a una determinada temperatura.

Con un poco de destreza se puede colocar el circuito en cualquier aparato que tenga un ventilador de 12v, el circuito se coloca insertado en el cable del ventilador, y sujetando el sensor de temperatura (incluido en el precio) al disipador. Se puede sujetar con un pequeño clip, un tornillo, o con un poco de pegamento.

Como seguramente los cables del ventilador estén soldados a la placa, o bien tengan un conector, lo mas fácil es cortar los cables, y conectarlos como en la figura.

Para la instalación del conjunto en el lugar que queramos, se debe tener en cuenta lo siguiente:

- La NTC (el componente que está en el extremo del cablecillo trenzado) no debe de estar en el flujo de aire del ventilador, pues de lo contrario nos daría una información falsa de la temperatura medida.
- La NTC debe hacer un buen contacto mecánico con el disipador.
- Algunos disipadores tienen contacto eléctrico con alguna parte del circuito, por lo tanto los terminales de la NTC no deben hacer contacto eléctrico con el disipador.
- Debemos de tener mucho cuidado de no cortocircuitar los terminales de la NTC, pues haríamos prácticamente un corto en la entrada de 12v, dañando alguna parte del equipo donde se instale el regulador.
- Debemos de asegurarnos una vez instalado todo el conjunto que la sensibilidad ajustada es la correcta, comprobando cuando el equipo en que se instale el regulador esté funcionando a un régimen tal que el disipador alcance su máxima temperatura, este no se sobrecaliente.

ADVERTENCIA: Algunos equipos como las fuentes de PC, presentan voltajes que pueden resultar mortales, o cuando menos peligrosos incluso desconectado de la red eléctrica, se debe extremar la precaución.