Analizador de Espectro NeoTeo (Parte IV)

14/07/13 Analizador de Espectro NeoTeo (Parte IV)

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Mario Sacco . Vista 21012 veces

En esta entrega, dedicada aldesarrollo electrnico msimportante de 2010 que hemoshecho en NeoTeo, te mostramos atodas las partes hasta aqu

descriptas trabajando en conjunto y dndole funcionamiento al Analizador deEspectro para VHF y UHF. Adems, te completamos los diagramas esquemticos paraque puedas construir las etapas correspondientes y comiences a trabajar dndole tutoque personal a este instrumento que te ayudar a descubrir muchos secretos de laradiofrecuencia y a aprender cada da un poquito ms sobre el maravilloso mundode la electrnica y de la radio.

Analizador de Espectro NeoTeo(Parte IV)

Completar un desarrollo tan ambicioso y tan grande fue una experiencia muy

gratificante ya que, en un solo equipo construido, hemos logrado agrupar sistemas de

Apagado Automtico, Potencimetros Digitales, el NE555 y sus maravillas, un

Selector de Canales de Televisin, un Microcontrolador, Software Libre y un

Receptor Superheterodino de Doble Conversin. Es decir, no hemos visto de manera

nica y aislada un Analizador de Espectro de VHF y UHF sino que hemos dado forma

a este sueo con construcciones que pueden ser utilizadas para fines muy diversos y

particulares, que pueden ser de suma utilidad en la aplicacin menos pensada, pero

que en esta serie de artculos se unieron para darle vida al instrumento deseado.

Aqu comenzamos el trayecto final, mostrndote todo el sistema de placas a utilizar y

el resultado en imagen de lo que ofrece un Analizador de Espectro: la amplitud de

una seal en funcin de la frecuencia dentro del mundo de la RF.

El Selector de Canales

Como vimos en la entrega anterior, el selector de canales utiliza para su trabajo una

tensin de 12Volts de alimentacin, un preset (o resistor ajustable) que cumple la

funcin de Control de Ganancia o, dicho de otro modo, Atenuador de RF de los

circuitos de entrada. Este control te ser muy til para atenuar o amplificar la entrada

Domingo 14 / 07 / 2013

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de seal hasta un nivel ptimo de trabajo, por lo tanto, sera una buena idea que en el

montaje final lo incluyas como un mando directo en el frente del gabinete que decidas

construir y dedicar para este instrumento. Seales muy fuertes van a exigir una

ganancia mnima para el amplificador de RF de entrada del selector de canales y a

eso lo vamos a ver cuando utilicemos este instrumento para ajustar transmisores. Es

decir, tendremos la necesidad de ajustar la amplitud visible en pantalla hasta un valor

til, apropiado y cmodo para trabajar.

La conexin a este circuito de ganancia de entrada de seal es muy sencilla y se

coloca entre la alimentacin de 12Volts y GND. Adems, un par de pequeos

capacitores para desacoplar ruido completan la seccin. La salida de FI es directa

hacia la entrada del Receptor de Doble Conversin y lo correcto es que la realices

con cable coaxial de buena calidad (bien apantallado) y de un dimetro fino para que

sea fcil su manipulacin dentro de la construccin final. Uno de los detalles

importantes a tener en cuenta aqu es que si deseas, puedes blindar dentro de una caja

metlica individual al receptor de doble conversin y realizar su acoplamiento al

selector de canales mediante cables con conectores BNC. Por supuesto, esto brindar

al sistema una mejor inmunidad al posible ruido externo que en ocasiones, puede

ingresar directamente al receptor de doble conversin (si la conexin mencionada no

es corta y adecuada) provocando lecturas errneas en la pantalla del osciloscopio.

Circuito propuesto para la placa del Selector de Canales (entrega anterior)

Tambin encontramos en el circuito un sistema de conmutacin que nos permitir

mediante un Jumper (puente) fsico, cambiar la alimentacin del amplificador de

rampa entre 12Volts y 24Volts. Como te explicamos antes, 256 pasos de un

potencimetro digital sobre una tensin de 12Volts equivaldrn a saltos de

46,875mVolts. Mientras que una alimentacin de 24Volts para el LM358 nos permitir

explorar un mayor ancho de banda del espectro (ms amplitud de diente de sierra y

de polarizacin final sobre esta), trabajar con 12Volts puede significar una mejor visin

de la seal a estudiar. No dejes de revisar las anteriores entregas de este desarrollo

para comprender mejor esta situacin y trabajar de acuerdo a tu conveniencia. Un par

de diodos 1N4007 para aislar las alimentaciones entre s y un filtrado adecuado al

LM358 completan esta parte del montaje de la placa.

Luego encontramos el resto de la conexin del LM358 con un preset de entrada para

ajuste de nivel de la tensin de sintona (este mando tambin puede ser muy til en el

panel frontal), hasta llegar (luego de un filtro pasa-bajos) al terminal de Tensin de

Sintona del selector de canales. All encontrars un punto de prueba (TPR) para

comprobar todos los pasos previos del circuito de rampa y observar que la

amplificacin sea correcta. Esto es: buena linealidad de la rampa y una tensin pico

a pico acorde a la tensin de alimentacin del LM358. Por ltimo, tres circuitos de

conmutacin alimentan los pines apropiados del selector de canales para brindarte en

pantalla la banda que puedas seleccionar para trabajar. Las seales de mando para

este sector de la placa estn determinadas por el microcontrolador y algo ms abajo

AUTORES

Anabella Roman

Edgardo Fernandez

Gianni Sabbione

Lisandro Pardo

Mario Sacco

Matas Bentez

Max Ferzzola

Nico Varonas



veremos como trabaja. Por supuesto, un buen filtrado en la alimentacin a esta seccin

completa el circuito. Observa que antes de cada diodo 1N4007 hay una resistencia de

1 Ohm que est colocada en el circuito cumpliendo la funcin de fusible para evitar

riesgos durante la construccin del equipo. Sera importante que no las elimines del

circuito para mantener la proteccin de la mxima cantidad de componentes ante un

eventual fallo.

Detalles de la conmutacin de alimentacin al amplificador de rampa

Sistema de Control

La seccin del circuito encargada de controlar el funcionamiento de este instrumento

es, como ya te adelantamos, un PIC 18F25K20 programado en Amicus, un software

de alto nivel, libre y gratuito que est al alcance de todos. Junto a este PIC

encontramos, dentro de la placa de control que hoy te presentamos, todos los circuitos

necesarios para completar el montaje de este desarrollo. Estas secciones separadas en

esta placa son todas las que t puedes cambiar. Son todas las que puedes mejorar,

reformar y perfeccionar intentando lograr un mejor desempeo del instrumento. Las

dems, son etapas que no admiten (y no necesitan) muchos cambios, pero esta placa

principal de control puede ser reformada desde el microcontrolador a utilizar, como

los potencimetros digitales seleccionados, el generador de diente de sierra, el

programa que hace funcionar al circuito y todos los elementos que fueron reunidos all

por ese motivo: para que all puedas crear y reformar a tu gusto y placer, sin

necesidad de cambiar el resto del trabajo realizado hasta aqu.

Circuito impreso propuesto para la placa de control del Analizador de Espectro

En el PCB que hemos desarrollado para albergar todas las etapas finales encontramos

muy bien delimitados los lmites que corresponden al generador de rampa con su

alimentacin a 12Volts, el microcontrolador conectado por bus I2C al mdulo de

potencimetros digitales, la botonera frontal y el display LCD alfanumrico. A pesar

de que pueda parecer un sistema sencillo, aqu se resume el corazn del instrumento y

lo veremos de la manera ms detallada y fcil de comprender como sea posible. Para

esto, lo primero que debemos observar dentro del circuito es la distribucin de los

pines del PIC hacia todas las etapas. Del puerto A slo utilizaremos algunos pines y

estos estarn conectados a la placa del sintonizador (selector de canales) con la misin

de seleccionar las bandas. Si bien esta tarea puede ser realizada por puentes fijos

(como se hace la alimentacin del LM358), el sistema est preparado para operar

desde el men de opciones que brinda el microcontrolador.

Utilizando los pines RA0, RA1 y RA2 puedes optar por las bandas disponibles en este



tipo de selector de canales VHF L , VHF H y UHF, es decir, desde un piso

aproximado de 50Mhz hasta ms all de los 800Mhz. El puerto B, por su parte, se

utiliza para visualizar informacin en el LCD con excepcin de RB0 y RB1. Este ltimo

pin est destinado al pulsador MEN y RB0 se destina para controlar la luz del

display. Cuando al sistema se lo programa para trabajar con apagado automtico (y

cuando entra en este modo), el mencionado pin del puerto B comienza a cambiar de

estado provocando una intermitencia en el encendido de la luz indicando que se est

en proceso de apagado. Para revertir este proceso, bastar con pulsar el interruptor de

encendido del equipo.

Circuito propuesto para la placa principal de control del Analizador de Espectro

El puerto C es el que posee mayor cantidad de aplicaciones. Adems de la

conectividad I2C con el mdulo de potencimetros digitales, encontramos la

conexin hacia el resto de los pulsadores del panel frontal y las conexiones hacia la

placa de la fuente de alimentacin de 5Volts y 3,3Volts, con los pines dedicados a

manejar el apagado automtico y el encendido normal del equipo. El oscilador del

PIC utiliza un cristal externo de 16Mhz y la programacin puede realizarse, como en

la mayora de nuestros montajes, mediante la conexin ICSP. El display utiliza una

alimentacin de 5Volts y el ajuste de contraste est realizado por resistores fijos en

lugar de un control variable.

Existe una gran cantidad de mejoras y variantes que se podran realizar sobre esta

parte del desarrollo. Algunas, estn previstas en el PCB y en los alrededores de C14

para colocar all resistencias y ensayar una respuesta ms ideal para el funcionamiento

del capacitor como nexo entre la componente alterna de la seal diente de sierra y la

componente continua aplicada a la misma, es decir, a la unin entre los dos

potencimetros digitales. Esta falta de perfeccin se observa cuando se sintoniza una



seal al centro de la pantalla y luego se aplica accin sobre las teclas Span. Las

constantes de tiempo del capacitor permiten que la seal se desplace por delante de

la pantalla y un circuito RC mejorado podra reducir este defecto al mnimo posible.

Otra variacin importante y eficaz podra estar sobre los valores de R25 y R26 de

acuerdo al valor del potencimetro digital empleado. Con otros valores resistivos,

podran modificarse los extremos de bandas cuando se aplica la tensin continua

sobre la seal diente de sierra. Esto traera como resultado una mejor exploracin de

los mrgenes inferior y superior de las bandas.

El software utilizado en el PIC, como dijimos antes, est realizado con el software libre

Amicus pero cada lnea de programa est comentada en detalle para que puedas

comprender su funcin y trasladar el programa a cualquier otro lenguaje de

programacin. Al final de este artculo encontrars el cdigo fuente utilizado para que

puedas trabajar con l y experimentar sobre todas las variables que creas oportuno

hacer. En futuras entregas estaremos desarrollando accesorios para facilitar tu trabajo

con este instrumento y tendremos la posibilidad de ver cmo utilizarlo en el ajuste y

calibracin de un equipo transmisor. La mayora de las personas cree que la potencia

de un transmisor de radio se ajusta con un instrumento para medir Watts, sin embargo,

te mostraremos cmo un Analizador de Espectro es mucho ms til y efectivo para

ese tipo de ajustes.

Recuerda, siempre estamos en el Foro de NeoTeo para acompaarte en tus dudas y

participar de tus logros y avances. Ya tienes todo lo necesario, ahora es cuando la

verdadera aventura comienza. Descubrir una transmisin radial, un canal de TV, un

servicio que no sabas que exista. Construir antenas especficas para alguna banda

interesante y descubrir desde donde provienen las transmisiones. Estas y muchas cosas

ms podrs lograr con esta ventana que se abre al mundo de la radiofrecuencia y que

NeoTeo te acerc como agradecimiento a tu tiempo compartido junto a nosotros.



TAGS:

#1

Responder >>Votos: 0 de 0

jukinch domingo, 12 de diciembre de 2010, 13:39

Mario: Sin palabras. Cumpliste al 100% con lo prometido!!!. Que buenos artculos. Unabrazo. Jukinch

#2


marshall_260 domingo, 12 de diciembre de 2010, 15:37

Simplemente GENIAL! Muy muy bueno!!!!

Se te va a poner difcil superarlo en 2011 ;)

Saludos.

#3 Espectro domingo, 12 de diciembre de 2010, 15:59

Y dale con lo de los espectros!!! Hasta cuando tengo que decir que LOS ESPECTROSNO EXISTEN?!!! Son producto de la imaginacin as que no se pueden "analizar". Hedicho.

Analizador de Espectro NeoTeo - El desarrollo del ao

Circuitos en tamao grande Descarga

PCB de control (PDF) Descarga

Software para el PIC Descarga

Y T, QU OPINAS?

TUTORIALES



Responder >>Votos: -6 de 8

#4


Mario domingo, 12 de diciembre de 2010, 17:36

#1Gracias Jukinch!

Ahora hay que trabajar para meterlo en un gabinete y comenzar a usarlo. Acempieza la aventura de descubrir :))

Saludos!Mario

#5



#2Gracias Maestro!

En verdad va a ser difcil superar esto, pero vamos a trabajar duro para lograrlo!!!

Abrazo!Mario

#6


LucasVega domingo, 12 de diciembre de 2010, 17:42

Hola Mario:Harian falta palabras para describir tan excelente trabajo, asi que tan solo te dire quefelicitaciones y unos ensordecedores aplausos para ti.

Saludos desde Colombia

#7


franksd domingo, 12 de diciembre de 2010, 18:07

me saco el sombrero , genial!! para el ao que viene podra ser algo de ... robtica quizas ?

#8

Responder >>Votos: -1 de 3

rene21 domingo, 12 de diciembre de 2010, 18:08

Mario, te felicito aunque no sepa nada de electrnica. Realmente admiro el trabajoque ests haciendo y envidio un poco a quienes pueden disfrutar algo tan bienexplicado, con videos y hasta con los PDF para descargar. Todo hecho para querealmente se pueda llevar a la prctica. Se nota tu vocacin de maestro.

Por cierto, tengo un clon de Atari 2600 (de fabricacin argentina marca EDU) paraarreglar. Podras hacer un artculo al respecto? Quin sabe, si no te tomas vacacionesno debe ser difcil. Saludos.

#9



#6Gracias Yesbond!

Es un trabajo que siempre esper publicar y que s que le vendr muy bien a muchosamantes de las radiofrecuencias. Lo importante ahora es aprovecharlo, mejorarlo en loque se pueda, y disfrutarlo aprendiendo algo nuevo cada da.

Haba que unir muchas piezas del rompecabezas para lograrlo y era un desafo muygrande. Por suerte ya est 99% terminado. Ahora me toca mostrarles cun til sertener siempre un instrumento de este tipo a mano.

Saludos amigo!Mario



#10



#7Hola dds!

Lo del ao prximo ya est en marcha (NeoTeo es un tren que nunca se detiene) eincluye algunas cosillas de robtica. No es un robot lo que haremos, pero tiene sutoque de mecatrnica ;)

Gracias por tus saludos amigo!Mario

#11



Hola el_matt!

Gracias por tus felicitaciones!La idea siempre es esa: que todo lo que se explica se pueda llevar a la prctica, incluso,en aplicaciones diferentes, pero que pueda ser informacin til y que est presentadade forma que puedas decir ... "esto es fcil, tengo que poder hacerlo yo tambin"

Respecto al clon del Atari es un problema. Hay algunos materiales (circuitosintegrados) que ya no existen en el mercado como para realizar reparaciones. Cuandoeran nuevos ya se complicaba su reparacin, imagnate ahora. Por mi parte nunca heexperimentado demasiado con ese equipo. He trabajado en otros (Family Game, SegaGnesis y otros antiguos como el Dynacom) ... Leer ms

#12


Jorge domingo, 12 de diciembre de 2010, 19:31

#3No es ese tipo de "Espectro" el que analiza este artilugio, pone en wikipedia"espectro" y veras que no solo se usa como sinnimo de fantasma.http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro

#13


andres domingo, 12 de diciembre de 2010, 23:18

Esto no puede ser, es injusto!!!. Siento envidia de los que les fanatiza la electrnica,semejantes tutoriales, felicitaciones a Mario. Y espero que el ao que viene se pongancon algo de esta magnitud y excelencia para desarrolladores.

#14


adv domingo, 12 de diciembre de 2010, 23:29

#3Y otra ves con lo mismo, no s si decirte palabrotas por pendejo y no buscar quesignifica espectro en electrnica, rerme de ti tomarlo como un mal chiste otra vez :P

Investiga antes de comentar...

#15


Mechamon domingo, 12 de diciembre de 2010, 23:37

Simplemente, Maestro no s que puedo decir aparte de felicitarlo(y alabarlo), ya se mecaen las babas de pensar en que ya lo quiero empezar a armar y pensar en que nopuedo ni si quera terminar la estacin meteorolgica ni empiezo el pre amplificadorI2C :'(

pero por lo menos la estacin meteorolgica ya casi, al fin me llego mi sample de elsht21 y ahora a consegir un sensor de presin y tambin quiero censar irradiacinsolar pero lo principal ah vamos..

Saludos! y feliz navidad y prospero ao nuevo. :)



#16


falke domingo, 12 de diciembre de 2010, 23:50

Simplemente Fabuloso Mario!!!,

Le por algn lado que diciembre era un mes complicado para ti, pero has cumplidocon la entrega de este excelente trabajo.

Gracias y muchos saludos amigo Mario.

#18


Meta lunes, 13 de diciembre de 2010, 12:02

Impresionante. Encima lo dej bonito el acabado fina con logotipo incluido.

#19


Chapu77 lunes, 13 de diciembre de 2010, 13:33

#15Me pasa lo mismo... empec a armar la radio FM, en el protoboard andaba de 10,escuchaba estaciones FM muy bien. pero al ensamblarlo en una plaqueta soloescucho estatica y al sintonizar ruidos extraos... me canse de cambiar bobinas y todoeso.. Probablemente deba empezar de cero de nuevo

#20


Churrerin lunes, 13 de diciembre de 2010, 16:32

Es espectacular, encontr esto por casualidad, y siempre quise tener un analizador deespectros, pero son muy caros. Sirve tambin para ver el espectro de los canales deTDT?

#21


joaquin R jueves, 16 de diciembre de 2010, 00:56

No entend nada :S

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