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MANOS A LA OBRA!ESTE MES, AMPLIAREMOS NUESTRO MONITOR DE PUERTOPARALELO PARA QUE SEA CAPAZ DE CONTROLARARTEFACTOS ELECTRICOS, A FIN DE COMENZAR A UTILIZARLA PC COMO EL CONTROL DE NUESTRO HOGAR.

equipo que queremos controlar.Hay ciertos aparatos que no sepueden controlar con este siste-ma, como algunos televisores,equipos de audio, computadorascon fuente ATX y todo electro-domstico que, al apagarlo, que-de en stand-by, ya que en estosequipos el apagado es por soft-ware y, al alimentarlos, no seencienden si no apretamos elpulsador de encendido.

EL CIRCUITO IMPRESOAntes de nada, aclaremos qu esel dibujo del circuito impresoque muestra la figura. Paraconstruir un circuito impreso, esnecesario trabajar un poco, perocon algo de paciencia podemoslograr resultados muy satisfacto-rios en el primer intento.

ELEMENTOS NECESARIOSPara realizar nuestra placa de cir-cuito impreso, deberemos conse-guir los siguientes materiales: Un trozo de pertinax co-breado en una sola cara de, almenos, 6x12 cm 250 cc de percloruro frrico Una bandeja plstica en laque entre la placa Un taladro con una mechade 1 mm y una de 5 mm Lana de acero, polvo limpia-dor, cinta adhesiva, una planchaelctrica y una impresin lser

DIBUJO E IMPRESIONLo primero que debemos haceres dibujar el circuito en la PCutilizando algn programa quenos permita un buen control deltamao de la impresin, ya quesi no es as, los componenteselectrnicos no encajarn ennuestra plaqueta.Una vez que tenemos listo el di-seo, lo imprimimos en un papelilustracin o satinado, usandouna impresora lser. Es muy im-portante recordar que la impre-sin debe hacerse en espejo, da-do que al transferirla al pertinaxcobreado, se copiar en formainvertida. Debemos usar la ma-yor resolucin posible y tenerdesactivado el ahorro de tinta.

n la edicin 20 de POWERUSR vimos cmoconstruir un monitor que, por medio deocho LEDs, nos indicaba el estado de cadalnea de datos de puerto, y un programa

que nos permita encender y apagar estos LEDs a vo-luntad. La utilidad de dicho monitor es meramenteeducativa, as que este mes aprovecharemos lo expli-cado en aquel artculo para controlar, mediante uncircuito un poco ms elaborado, el encendido y elapagado de cualquier artefacto elctrico, lmparas, etc.

QUE ES UN RELE?Un rel (o relay) es un dispositivo que permite contro-lar una carga que tiene un gran consumo de corriente,utilizando, como control, una corriente ms dbil. Paralograrlo, contiene una bobina que, al ser alimentadacon la corriente de control, genera un pequeo campomagntico que sirve para activar uno o ms contactosque permiten la circulacin de la corriente de mayorintensidad que alimentar la carga. Casi todos los mo-delos incluyen tambin contactos inversores, es decirque cuando el rel est activado, la carga est desco-nectada, y viceversa. Al elegir un rel, debemos teneren cuenta cul es la corriente mxima que soportansus contactos, para evitar que stos se estropeen.Como aprendimos, la corriente entregada por el puerto

paralelo de la PC es insuficientepara encender, por ejemplo, unalmpara de 100 W, pero podemosusar esa dbil corriente para con-trolar un transistor que, a su vez,alimente la bobina de un rel, ycon ste manejar prcticamentecualquier dispositivo.

EL CIRCUITOBsicamente, el circuito que pro-tagoniza esta edicin comprendeocho canales idnticos, uno porcada lnea de datos del puerto.Analicemos el funcionamiento deuno de ellos: la corriente de con-trol entregada por el pin delpuerto pasa a travs de la resis-tencia de 2,7 k y llega a la ba-se del transistor 2N3904, dondehace que ste conduzca. Enton-ces, la corriente de la fuente de12 V circula a travs de l y dela bobina del rel, lo que hace queel contacto interno del mismo secierre, y encienda el aparato quehayamos conectado en l. El diodo1N4004 que est conectado en pa-ralelo con la bobina del rel, espara proteger al transistor de lacorriente que devuelve la bobinaen el momento de la desconexin.La fuente de alimentacin debe seruna que entregue 12 V y, al menos,500 miliamperes (mA). Una fuentede estas caractersticas es muy fcilde conseguir en cualquier comerciode componentes electrnicos, amuy bajo costo. Debemos descartarla ficha que traer incorporada, yatornillar directamente los cables anuestra plaqueta, cuidando que lapolaridad de stos se encuentre enla forma correcta.El interruptor interno del rel reem-plazar la llave que enciende el

E

ELECTRONICADIGITAL

ARIEL PALAZZESIENTUSIASTA DE LA ELECTRONICA DIGITALarielpalazzesi@yahoo.com.ar

EN ESTE ESQUEMA ELECTRICO PODEMOSVER, EN DETALLE, EL CIRCUITO DE UNODE LOS CANALES DE NUESTRO PROYECTO.

RESISTENCIA

PUERTO

TRANSISTOR

RE

SIST

EN

CIA

RELE

DIODO CARGA

+5V

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Es indispensable que la impresora sea lser,ya que es el tner de la impresin el quetransferiremos a la placa.

LIMPIEZA DE LA PLACAAhora es el momento de limpiar cuidadosa-mente la plaqueta, limpiando la superficiedel cobre con una lana de acero y algnpolvo limpiador (si no saben de qu hablo,consulten con cualquier ama de casa). Unavez limpio y seco, cuidando de no tocar el

cobre con los dedos para no engrasarlo,ponemos la impresin lser sobre l, y lafijamos con cinta del lado de atrs, paraevitar que se mueva.

TRANSFERENCIA DEL TONEREl paso siguiente es transferir el tner alcobre. Para hacerlo, usaremos una plan-cha elctrica en mximo, pasndola porel papel durante unos 5 o 10 minutos.De esta manera, el tner de la impresinse fundir y se fijar al cobre.Hecho esto, ponemos la placa en un re-cipiente con agua durante un par de ho-ras, para que el papel se deshaga. Luego,debajo de la canilla y usando los dedos,despegamos los restos de papel de laplaca. Deberan quedar las pistas pinta-das de negro sobre el cobre. En estepunto, es importante mirar bien que nohaya pistas cortadas o puentes entre pis-tas que luego provocarn fallas en nues-tro circuito. Si algo sali mal, siempreexiste la posibilidad de volver a limpiarcon la esponja de alambre y repetir elproceso. Generalmente, si la impresinera buena y la plancha estaba bien ca-liente, esto no ser necesario.

ELIMINAR EL SOBRANTEYa tenemos el circuito dibujado en el co-bre. Ahora hay que quitar todo el cobreque sobra, es decir, lo que no est pinta-do. Para lograrlo, usamos un recipienteplstico plano (una bandejita plstica delas que se usan en las rotiseras estaramuy bien), en la que verteremos el per-cloruro frrico; luego la ponemos a ca-lentar a bao de Mara. Ponemos la pla-ca en el percloruro, y con algn elemen-to no metlico, la movemos cada uno o

En determinadas situaciones, no es posible co-nectar directamente las salidas de un circuito alas entradas de otro, debido a que la corrienteque necesita el segundo para funcionar excedela que puede suministrar el primero; o bien,simplemente, porque queremos tener en mediode ambos una etapa separadora. En estos casos,utilizamos un buffer, cuyo clsico exponente esel 74LS244. Este integrado contiene ocho etapasamplificadora-separadora que nos permiten tra-bajar con una tasa de entrega de corriente sufi-ciente para la mayora de las aplicaciones. Ade-ms, es posible habilitar o deshabilitar el des-pliegue del nibble de orden inferior o superiordel byte escrito en sus entradas (recordemosque un nibble es un conjunto de 4 bits). Colocan-do en un nivel lgico alto el pin 1 del 74LS244,inhabilitamos el despliegue del nibble de ordenbajo, y un nivel lgico alto en la patita 19 evita eldespliegue del nibble de orden alto.Un latch cumple, a grandes rasgos, la funcinde memoria del estado de las lneas de entra-da, es decir que podemos leer en sus salidas elvalor que hemos aplicado en sus entradas, aun-que stas ya estn desconectadas. Un latch quese usa frecuentemente es el 74LS573.En una prxima nota usaremos ambos integra-dos para construir una placa que permita ingresar y leer informacin por un puerto paralelo bidireccional.

BUFFERS Y LATCHES

AQUI VEMOS EL CIRCUITOCOMPLETO, CON LOS OCHOCANALES, QUE SE PUEDEUTILIZAR JUNTO CON ELSOFTWARE ENTREGADO ENLA EDICION ANTERIOR.

CARGA 1

CARGA 2

CARGA 3

CARGA 4

CARGA 5

CARGA 6

CARGA 7

CARGA 8

2

3

4

5

6

7

8

9

2N3904

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2N3904

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2.7k

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1N40

041N

4004

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+12V

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LA PLACA, LISTA PARA CORTAR EINTRODUCIR EN EL PERCLORURO.TAMBIEN SE VEN LA LANA DEACERO Y EL ENVASE CON ELPERCLORURO FERRICO.

MUY IMPORTANTE

No debemos olvidar que parte de este circuitofunciona con 220 V, y que si no somos suma-mente cuidadosos con esta tensin, podemossufrir sorpresas muy desagradables e, incluso,poner en peligro nuestra vida. As que, antesde conectar o tocar nada, debemos asegurar-nos de que todo est correctamente aislado.

Otro tema que debemos tener muy presente esque no tenemos que conectar ningn aparato queexceda la capacidad del rel que hayamos com-prado. Por ejemplo, un rel tpico con una co-rriente mxima en sus contactos de 10 A, conec-tado a la red de 200 V, puede manejar cargas dehasta 2200 W, pero nunca mayores (y la mitad, si

la red es de 110 V). Incluso, no es mala idea limi-tarnos a un 70% de este valor, para prolongar lavida til del rel. La frmula para calcular la po-tencia mxima que podemos manejar es Potencia(W) = Intensidad de corriente (A) * Tensin (V)Donde Tensin, por ejemplo, es 220 V en laArgentina y 127 V en Mxico.

dos minutos. Si la temperatura del agua en quepusimos la bandejita es de alrededor de 80C,en unos 10 o 15 minutos, el cobre que no esta-ba cubierto de tner habr desaparecido.Con cuidado de no mancharnos los dedos o laropa, lavamos bien la placa en la canilla, yguardamos el percloruro, ya que nos servirpara utilizar en dos o tres placas ms. Volve-mos a limpiar a fondo la plaqueta con la es-ponja de alambre para retirar el tner, y le ha-cemos los agujeros necesarios para los compo-nentes con una mecha de 1 mm, y los agujerospara los tornillos que sujetarn la placa a sugabinete (esto es opcional). Ya tenemos listanuestra placa de circuito impreso. Facilsimo!Es importante que la placa est limpia y libre degrasa en el momento de efectuar las soldaduras.

CANTIDAD DE CANALESNo es difcil darse cuenta de que no es im-prescindible armar los ocho canales de unasola vez. Si slo deseamos controlar dos o tres

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ESTA ES LA PLACA DE COBRE LUEGO DE APLICAR LA IMPRESION MEDIANTE CALOR. EN UNEXTREMO YA SE QUITO, CON AGUA, PARTE DEL PAPEL.

VISTA GENERAL DEL TABLERO QUE CONTROLAUN INVERNACULO. ADEMAS DE LA PLACA DERELES, SE PUEDEN OBSERVAR LA FUENTE DEALIMENTACION Y OTRA PLACA CONTROLADORA.

aparatos, podemos armar nicamente sos. En ese caso, podramoshacer el impreso para los ocho canales y slo montar los compo-nentes de los que necesitemos; si ms adelante precisamos controlaralgn otro aparato, simplemente soldamos los componentes de loscanales que queramos agregar.En caso de que ocho canales no sean suficientes, es posible utili-zar los otros dos puertos paralelos (LPT2 y LPT3), aunque parahacerlo, generalmente, hay que agregar una placa con estos puer-tos a la PC, ya que normalmente no vienen instalados. De estamanera, dispondramos de 24 salidas. Si todava no es suficiente,es posible multiplicar las salidas de un puerto utilizando unosbuffers 74LS244 o 74LS245 y latches 74LS573. De esta manera,se pueden controlar 64 artefactos con cada puerto (es necesario,tambin, utilizar las lneas de control del puerto y un software untanto ms complicado, pero es perfectamente posible).

EL SOFTWAREEn principio, el software escrito para nuestro monitor de puertoparalelo publicado en POWERUSR #20 funciona perfectamentecon esta placa; al fin y al cabo, slo hemos reemplazado cadaLED por un circuito un poco ms complejo, capaz de manejaruna potencia ms importante. De todos modos, este proyectonos abre las puertas a aplicaciones mucho ms interesantes y,quiz, valga la pena perder un rato programando.

APLICACIONESLa aplicacin para la que se desarroll esta placa originalmentefue el manejo del clima de un invernadero. Con un canal, seenciende y se apaga el aire acondicionado; con otro, se invierteel funcionamiento del equipo de fro para que entregue calor;otro pone en marcha una bomba centrfuga; uno ms manejala luz artificial; y otros tres operan electrovlvulas que, juntocon la bomba centrfuga, riegan las plantas. El proyecto inclu-ye un software que, basndose en lo que leen una serie de sen-sores de temperatura y humedad, y en las reglas definidas porel usuario, mantiene la temperatura, la humedad y la ilumina-cin dentro de los parmetros necesarios para las plantas.Otra aplicacin til, para la que sera muy simple construir un soft-ware, es la simulacin de presencia domiciliaria. En efecto, podemoscrear un programa para que, en determinados momentos, se encien-dan y apaguen luces, una radio o cualquier otro artefacto, y as simu-lar que en una casa hay gente y disuadir a posibles intrusos.Para los ms fiesteros, existe la posibilidad de manejar luces enun espectculo musical, fiesta de cumpleaos y eventos de finde ao. No me creen? Entonces miren en esta direccin: www.komar.org/xmas, o en sta: www.users.on.net/~driver/lights.

EN ESTA IMAGEN PODEMOS OBSERVAR EL CIRCUITO IMPRESO ESPEJADO (PARA OCHO CANALES), LISTO PARA IMPRIMIR. EN ELSITIO POWERZONE Y EN EL CD EXCLUSIVO PARA SUSCRIPTORES ESTAN EN FORMATO DIGITAL. TAMBIEN SE PUEDE ESCANEAR ESTAPAGINA E IMPRIMIR CON UNA IMPRESORA LASER, O FOTOCOPIAR (PERO CON MUY BUENA CALIDAD).