elektor fevereiro 2008

N 278Fevereiro 2008

Mensal

Hardware

EDIO PORTUGUESA www.elektor.com.pt

Kit VR StampReconhecimento de voz

Servidor Webcom AVR

PREO: 4,60 (Cont.)GRUPO EDITORIAL

Controlador para forno de componentes SMD

Nova srie de tutoriais

Explorer - 16

Entre no mundo dos microcontroladores

5 601073 016407

0 0 2 7 8

Tecnologi

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Informa

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Montagem

NDICE Volume 22 Nmero 278101630

22345863

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4046

HARDWARE & SOFTWAREServidor Web com AVRExplorer-16 (I)Kit VR Stamp

MONTAGEMControlador para forno de componentes SMDControlador para mini-berbequimSistema de backup para energiaLanterna com LEDs para mergulho

INFORMAOTcnicas para soldadura por refluxoPlaca Linux i.MX21 ARM9E-Blocks Relgio DCF

AUTOMVELLuz de travo/traseira com LEDs

TECNOLOGIAGiroscpios de silcio micromecnicosUm futuro radiante

www.elektor.com.pt [email protected]

Periodicidade: Mensal (11 vezes, edio dupla em Julho/Agosto)Director: Jorge BentoEditor: Bento, Lemos & Burnay Lda.Eng. Responsvel: Carlos ReisCoordenao Editorial: Susana NogueiraRedaco: Alfredo Santos, Joo Cristvo, Joo Martins,Ricardo Madureira

PUBLICIDADEDirector Comercial: Ramimo [email protected]

PRODUOPaginao e pr-impresso: Paula Serra, Pedro SoaresImpresso: Soctip S.A.,EstradaNacional n. 10, Km108.32135-114 SamoraCorreia Tel.: 263 009 900 Fax: 263 009 999Distribuidor Exclusivo: Logista PublicaesRua da Repblica da Coreia, n. 34 Ranholas Mem Martins2710-460 Sintra

Bento, Lemos & Burnay Lda.Edio, Produo e Comercializaode Publicaes Peridicas e No Peridicas, Lda.

Fundador: Antnio BentoAdministrao: Jorge Bento, Hlder LemosDirector Editorial: Joo MartinsDirector Financeiro: Pedro LemosContabilidade: Alexandra Carvalho, Joana Roldo

SEDE E REDACOEdifcio Central Park - R. Alexandre Herculano, 3 - 3 B2795-240 Linda-a-VelhaTel.:+351 214 131 600 Fax: +351 214 131 601E-Mail: [email protected] E DIREITOSA propriedade do ttulo Elektor Electrnica de Bento, Lemos & Bur-nay Lda Capital Social 40.000 Euros Registo Comercial: Lisboa N9 Contribuinte n 502057963 Inscrita na Secretaria-Geral do Minist-rio da Justia como empresa jornalstica/editorial Direitos de Autor:Todos os artigos, desenhos e fotografias esto sob proteco do Cdi-go de Direitos de Autor e no podem ser total ou parcialmente repro-duzidos sem a permisso prvia por escrito da empresa editora da re-vista. A Elektor Electrnica envidar todos os esforos para que o ma-terial mantenha total fidelidade ao original, pelo que no pode ser res-ponsabilizada por gralhas ou outros erros grficos entretanto surgi-dos. As opinies expressas em artigos assinados no correspondemnecessariamente s opinies dos editores.DIREITOS DE REPRODUOSegment B.V. Beek, the Netherlands, 2002Segment, B.V.P.O. Box 756190 AB Beek (Lb.)the Netherlandstel.: +31 46 43 89 444 fax: +31 46 43 70 161www.segment.nlElektor BrasilEditorial Bolina Brasil Ltda., Alameda Pucuru, 51-59 Bloco B1030 Tambor - Barueri - So Paulo - 06460-100 - BrasilTel.:/Fax: +55 11 4195 [email protected]

A revista Elektor possui edies na Holanda, Alemanha, Frana,Inglaterra, Sucia, Finlndia, Grcia, ndia, Polnia, Espanha e Brasil.

INTERNATIONAL ENQUIRIESPlease address all enquiries to the editorE-mail: [email protected]

Tiragem: 10 000 exemplaresDepsito Legal n. 7313/84ISSN 0870-1407R. C. Social n. 110 523

CIRCULAO E ASSINATURASEnviar postal RSF includo nesta edio, ou carta, para:Elektor ElectrnicaEdifcio Central Park - R. Alexandre Herculano, 3 - 3 B2795-240 Linda-a-Velha

Estes preos incluem IVA taxa de 5%O nmero no qual se inicia a assinatura corresponde ao ms se-guinte ao da recepo do pedido de assinatura nos nossos servios

Enviar pagamento em cheque ordem de Bento, Lemos &Burnay Lda ou autorizar dbito atravs de carto de crdito.AS ASSINATURAS S SERO PROCESSADAS APS RECEPODO PAGAMENTO.

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Exemplares 11 (1 duplo) 22 (2 duplos)Portugal 42,50 77,50Europa 56,80 Resto do Mundo 76,60

Silvino Fernandes (1948 - 2008) com profundo pesar que a revista Elektorcomunica a todos os seus leitores e parceiroscomerciais que, no passado dia 24 de Janeiro,faleceu o nosso colaborador Silvino Fernandes.O Sr. Silvino, como por todos era tratado, erapara todos ns na Editorial Bolina, mais do queum colega, uma presena amiga que nos recor-dava a todos a importncia daquilo que fazemos.Sendo um dos colaboradores mais antigos daeditora Ferreira & Bento (F&B), a casa onde sur-giram alguns dos ttulos editoriais a que aindahoje a Editorial Bolina d continuidade, SilvinoFernandes era um exemplo de empenho e vita-lidade para o nosso departamento comercial.Iniciou a sua carreira ainda quando a Ferreira &Bento era uma editora de livros e acompanhoua evoluo do Centro de InstruoTcnica (CIT),empresa dedicada formao de onde nasceua inspirao para se editarem aquelas que foramas primeiras publicaes peridicas especia-lizadas do grupo, nos anos oitenta.Com o surgimento da revista Elektor, SilvinoFernandes tornou-se no rosto comercial da pu-blicao, visitando todas as empresas do sector,de norte a sul do pas.Quando a editora criou novos ttulos editoriais,na rea da Sade ou no mercado automvel, eleera sempre o motor da promoo das novaspublicaes, vendendo como ningum aimportncia da comunicao especializada. Mais

do que um grandecomercial, ele era aponte entre as em-presas de todo o pase as nossas publi-caes, procurandosempre trazer not-

cias e contributos para as redaces e imagi-nando novas formas de promover assinaturas.No esqueceremos a ajuda por ele prestada natransio da antiga F&B para a actual editora, em2000, quando durante meses foi o rosto da con-tinuidade da revista Elektor, at a Editorial Bolinaentrar num funcionamento normal. O respeitopelos compromissos assumidos perante o mer-cado eram uma das suas principais motivaes,obrigando-nos sempre a procurar fazer melhor.Durante a sua ltima semana connosco, SilvinoFernandes demonstrou a mesma energia e moti-vao que sempre o moveram, ajudando a nossajovem equipa comercial a ir para o mercado,ouvir as empresas e responder s suas neces-sidades de comunicao. At ao fim, ele foi parans um membro da famlia. Algum que nosfazia acreditar no que fazemos.

Joo MartinsDirector Editorial

elektor - 02/20084

AS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS

ealizou-se no dia 3 de Janei-ro a escritura do novo edif-cio do Instituto Superior Poli-

tcnico Gaya ISPGAYA cujainaugurao oficial est prevista parao ms de Abril de 2008, culminandoum assinalvel percurso desta insti-tuio de ensino superior do con-celho de Vila Nova de Gaia.Com estas novas instalaes, naAvenida dos Descobrimentos juntoao GaiaShopping, o ISPGAYA passa-r a dispor de novas valncias quepermitiro um maior desenvolvi-mento das suas actividades e umamelhor prestao de servios a todaa comunidade e concelho de VilaNova de Gaia.

Na gnese deste percursoest o presidente da insti-tuio, Padre Freitas, que vassim concretizada uma par-te do seu sonho, represen-tando estas novas insta-laes o alicerce de umFuturo com Futuro, como apangio da filosofia da ins-tituio.Recordamos que o ISPGAYAtem actualmente 11 licencia-turas todas j adequadas aomodelo de Bolonha do ensino supe-rior adoptado na Unio Europeia.Entre eles, e no mbito da Escola Su-perior de Cincia e Tecnologia, des-taque para os cursos de Engenharia

Electrnica e de Automao, Enge-nharia Informtica, Engenharia Mecnicae Engenharia das Telecomunicaes eComputadores.www.ispgaya.pt

Em direco a um novo ISPGaya

R

O ano de 2008 comea com novas instalaes, que prometem potenciar a actividade pedaggica que este InstitutoPolitcnico tem vindo a desenvolver ao longo dos seus 17 anos de existncia, nomeadamente no mbito daEngenharia Electrnica e de Automao.

Osciloscpio PicoScope 5000 para PC comnovas funcionalidades de disparo

srie PicoScope 5000 a gamamais avanada de oscilosc-pios para PC da Pico Techno-

logy, com uma taxa de amostragem emtempo real de 1 GA/s. Quando usadoem conjunto com pontas de prova comlargura de banda de 250 MHz, esteequipamento torna-se adequado paraa visualizao de sinais analgicos edigitais de alta-frequncia. Este equi-pamento beneficia tambm de umamemria tampo de grande dimenso(32 M ou 128 Mamostras, conforme averso), garantindo que a alta veloci-dade de amostragem pode ser usadacom qualquer base de tempo sem per-da de detalhes.As novas funes de disparo so resul-tado da poltica de evoluo constantedos osciloscpios PicoScope 5000, aosquais foi adicionado recentemente ocomando de configurao automtica(auto-setup) e analisador espectral. Os

novos disparos includos so: transioem ambos os flancos (dual-edge), jane-la (window), largura de pulso (pulse-width), queda de tenso (drop-out), in-tervalo (interval) e nvel lgico (logic).O disparo do tipo janela detecta quan-do um sinal entra ou sai dentro de umadeterminada gama, pelo que muitotil para detectar sobretenses. O dis-paro por largura de pulso pode re-conhecer pulsos curtos ou longos, peloque til para detectar picos ou vio-laes de sincronismo. O disparo porqueda de nvel de tenso determinaquando um sinal repetitivo, por exem-plo, um sinal de relgio, fica inactivo. Odisparo por intervalo detecta quandoduas transies seguidas de um sinalde relgio no cumprem uma dada res-trio temporal. Finalmente, o disparopor nvel lgico permite activar um dis-paro por qualquer combinao de atquatro nveis de tenso programveis

ou janelas de tenses.Se tiver em processo de depurao desinais lgicos, vai concluir que estesnovos modos de disparo facilitam aobteno de uma forma de onda est-vel no ecr para sinais digitais comple-xos, tais como transmisses srie dedados ou sinais de controlo. A srie deosciloscpios PicoScope 5000 idealpara a depurao de circuitos digitaisdada a sua alta-frequncia de amostra-gem e memria tampo, que usadosem conjunto podem ajudar a capturargrandes sequncias com uma excelen-te resoluo temporal. A ltima actua-lizao para o PicoScope 6 comtcnicas de disparo avanadas estdisponvel para download gratuita-mente no site da Picotech. Em Portu-gal, a distribuio dos produtos da Pi-cotech est a cargo da Equididctica(21 472 0809).www.picotech.com

AA Pico Technology anunciou a adio de novas funcionalidades de disparo na sua srie de osciloscpios para PCPicoScope 5000, facilitando a captura de formas de onda complexas.

Ajudar a ter sucesso

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Use microchipDIRECT para:

O nome e logotipo de Microchip, PIC, e dsPIC so marcas registadas de Microchip Technology Incorporated noes EUA e outros pases. Todas as outras marcas e marcas patenteadas pertencem aos seus proprietrios respectivos.Todos os direitos reservados. ME156Por/04.07

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biblioteca grfica gratuita daMicrochip suporta um desen-volvimento rpido e de risco

reduzido usando objectos bi ou tridi-mensionais, incluindo texto, crculos,rectngulos, botes, medidores, jane-las, barras de progresso e muito mais,juntamente com imagens, animaes ecapacidades de sensibilidade ao toqueno ecr. Alm disso, alguns parceirosda Microchip, como a Segger (www.seg-ger.com) e a Ramtex (www.ramtex.dk),oferecem tambm bibliotecas grficascompatveis acrescentando ainda maisflexibilidade a esta soluo.A nova placa-filha Graphics PICtail Plusda Microchip foi desenhada como so-luo adicional para a placa de desen-volvimento Explorer 16 e inclui um m-dulo de ecr de cristais lquidos (LCD)de tipo TFT (Thin Film Transistor) quesuporta resolues grficas at 320 x240 (Quarter VGA) com 65.000 cores di-ferentes, para alm de operaes sens-veis ao toque.A nova soluo grfica QVGA suportaqualquer um dos microcontroladores

16-bit PIC24F existentes da Microchip,e ir oferecer suporte futuro aos micro-controladores 16-bit PIC24H, controla-dores digitais de sinal dsPIC 16-bit eaos novos microcontroladores PIC32MXa 32-bit.A gama de dispositivos PIC24F propor-ciona um interface para porto masterparalelo, 4 a 8KB de memria RAM e 16a 128KB de memria Flash program-vel, oferecendo mxima flexibilidadepara suportar diferentes opes de pai-nis LCD. Por exemplo, usando um mi-crocontrolador PIC24F de 28-pinos po-demos obter um sistema com elevado

nvel de desempenho, numa soluo ex-tremamente compacta e com um redu-zido custo total.A procura crescente de solues comecrs fceis de entender e visualmenteapelativos, para toda uma vasta gamade aplicaes embebidas, juntamentecom as agressivas redues de preoque se vm verificando, est a permitirque os fornecimentos de ecrs LCD dematriz activa (TFT) possam crescer dosactuais 700 milhes (de acordo com da-dos da iSupply) para mais de 1100milhes em 2009. As aplicaes paraeste tipo de interface grfico incluemelectrodomsticos, electrnica de con-sumo, instrumentos mdicos portteis,terminais point-of-sale (POS) e equipa-mento de teste e medida.A biblioteca grfica, notas de aplicaoe recursos adicionais de projecto estoj disponveis no site da Microchip, en-quanto a placa-filha Graphics PICtailPlus pode ser adquirida em www.mi-crochipdirect.com.

www.microchip.com/graphics

Soluo grfica QVGA da Microchip

A

Esta soluo grfica QVGA usada para implementao de ecrs grficos e de controlo em aplicaes onde o factorde custo pode ser crtico. Direccionada para microcontroladores PIC24 16-bit inclui uma biblioteca grtis, altamenteoptimizada, de grficos com cdigo fonte; suporte a bibliotecas de outros fabricantes; e a nova placa-filha GraphicsPICtail Plus.

ByVac com placa de desenvolvimento BV511

sistema fornecido com umadocumentao completa, facili-tando a aprendizagem e sem

ser necessrio ferramentas externas. To-das as comunicaes so geridas pelosistema operativo baseado em Forth,que est includo. O manual, com maisde 100 pginas, mostra como fazer o in-terface com uma variedade de dispositi-vos. Os programas do utilizador podemser armazenados namemria Flash paraproduzir um produto autnomo.O BV511 pode ser uma soluo para amigrao de 8 para 32 bits. De facto, at mais fcil de usar que a maioria dosmicrocontroladores de 8 bits, e muito

mais poderoso, mas ainda assim sufi-cientemente pequeno para ser incorpo-rado nas suas aplicaes. Estas podemincluir robs, fresas controladas porcomputador (CNC), estaes meteoro-lgicas ou de controlo de temperatura eat sistemas de udio e vdeo experi-mentais. No necessrio instalar pro-gramadores especiais ou outras ferra-mentas no PC, tornando esta aplicaoideal para estudantes, que ficam assimlibertos da restrio de desenvolver oseu trabalho no laboratrio da escola ouuniversidade.O BV511 tem um processador ARM de32 bits do tipo LPC2132, um relgio em

tempo real com bateria de proteco,64 k de memria Flash (a verso SOapenas tem 20 k), 16 k de RAM, ADC,DAC (10 bits), I2C, SPI, IASI, dois tempo-rizadores de 32 bits, duas UARTS (averso SO utiliza 115200 baud), poden-do ser programado na aplicao. A pla-ca alimentada atravs da porta USB,com sadas reguladas de 5 V e 3,3 Vpara equipamento externo. A velocidadede relgio de 60MHz e o tamanho deaproximadamente 80x32x14 mm. O kitinclui o processador, o cabo USB, umCD-ROM e o livro Microcontroller Foun-dation.www.byvac.com

OA ByVac integra agora na sua gama de produtos a placa de desenvolvimento BV511, uma soluo baseada num micro-controlador de 32 bits. direccionada para fins educativos ou aplicaes reais, uma vez que muito fcil de usar.

CIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS

Novo testador de cabos de telecomunicaes da Nipotecnica

MT7060 testa a continuidadedo cabo, a polaridade da Linha1 e Linha 2 e pode determinar

polaridade em linhas de voz e dados.Incorpora ainda um sinal de tona-lidade, duas garras de crocodilo,um cabo modular de 4 condutores(Rj12), Jack Rj45 e um conectorcoaxial opcional F-fmea paraopes de vrias ligaes, o quelhe permite testar telecomuni-caes, cablagem de cabos coa-xiais cat.5 e fios descobertos.A tonalidade gerada pelo Net Echo To-ner pode ser facilmente localizada pelaNet Probe (sonda) ou qualquer outrasonda comercialmente disponvel. Asonda j vem equipada com um contro-

le de ajuste de volume eLed sinal, para aumen-tar a preciso. Inclui in-dicadores de teste po-laridade Toque/Ponta,uma entrada para auri-culares para ambientesruidosos, jack modulare pinos teste paraopo de vrios conec-tores, indicador de ba-teria fraca, sonda de f-cil substituio e ponto

de ligao para funcionamento emmos livres. Quando utilizado em con-junto com a Net Probe (sonda) este tes-tador permite-lhe localizar problemasde funcionamento em sistemas Tele-

com/Datacom, segurana/alarme, CATVe cabos de udio.Este testador de cabos de telecomuni-caes est disponvel atravs da Ni-potecnica que, alm deste tipo de pro-dutos, comercializa semicondutores,ferramentas e soldadura, vigilncia,suportes TV e Home Theater, cabos econectores, luz e som profissional eequipamento de car udio. Esta em-presa est estabelecida h 25 anos nocomrcio electrnico de importao eexportao de produtos, mantendo oobjectivo de representao para o mer-cado portugus de produtos inovado-res reconhecidos internacionalmente.

www.nipotecnica.pt

O

Pertencente gama Proskit, o MT7060 um instrumento de teste que permite a seleco de duas tonalidades, asquais possibilitam marcar o cabo e localizar falhas para detectar problemas de funcionamento de circuitos de voz edados.

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rata-se de um servio inova-dor, resultante de extensivasinvestigaes de mercado,

que permite aos clientes da Farnellefectuar pedidos da quantidade exac-ta de componentes SMD que necessi-tam para satisfazer as suas necessida-des de produo. Isto resulta numapoupana, pois o cliente apenas pagao que precisa usar e elimina a necessi-dade de armazenar ou eliminar qual-quer excedente.Est disponvel para os clientes em to-da a Europa e ser particularmenteatractivo para pequenas e mdias em-presas com linhas de produo de me-nor volume.O servio de Re-reeling da Farnell dis-ponibiliza mais de 9.000 componentesSMD em reel nas quantidades especifi-cadas pelos clientes, reduzindo aquantidade de stock no desejado.Como resultado de extensas investi-gaes de mercado, a Farnell melhorouo seu servio de Re-reeling para incluirfita de carga e descarga perfurada de

350 mm, um anelmetlico de ajusteque assegura o com-ponente fita e en-trega em 24/48 ho-ras.Este servio foi con-cebido para pro-dues de pequenaescala, quando s seprecisa uma partede um reel completoe encarrega-se demontar num reel de180 mm as quantida-des de componentesnecessrias, prontaspara serem usadasem mquinas pick& place.O Re-reeling est disponvel para umaampla gama de condensadores,resistncias, indutores, dodos, tran-sstores, optoacopladores e CIs dosfabricantes mais representativos domercado.

Este servio tem um custo de 6 eurospor reel e pode ser acedido atravs dosite da empresa ou pelo telefone (+34)93 475 88 04.

www.farnell.comhttp://pt.farnell.com

Servio Re-reeling da Farnell

TA Farnell anunciou um novo e melhorado servio de Re-reeling para os seus clientes na Europa.

Mdulo RF de 500 mW para aplicaes de longo alcance

ste dispositivo baseadonum mdulo emissor/receptorRC1280 com um protocolo in-

tegrado para funcionamento em FSK.Quando usado com antenas de umquarto de comprimento de onda, o al-cance pode chegar at 5-6 km. O novomdulo RC1280HP usa o mesmo proto-colo e canais que o RC1280, podendoser usados mdulos de curto e longoalcance numa mesma rede em simult-neo.O mdulo certificado com a marcaCE, validando a sua operao de acor-do com as normas europeias de rdiona banda dos 868 MHz. Esto dispon-veis 3 canais na sub-banda dos 869,4MHz aos 869,65 MHz, na qual permi-

tido um factor de trabalho at 10%. Onovo mdulo de alta potncia pode serusado fora desta banda se o amplifica-dor de potncia for desactivado, redu-zindo a potncia de sada para 10 mW.O mdulo RC1280HP contm um emis-sor/receptor multicanal com uma sen-sibilidade de recepo de -108 dBm a4,8 kbit/s. Com uma rejeio de canaisadjacentes de 30 dB, uma selectivida-de de 40 dB na escolha de canais alter-nativos e boas propriedades de re-jeio, este mdulo oferece umdesempenho notvel mesmo num am-biente sobrelotado e ruidoso.Mede apenas 19,5x60,5x6,0 mm, sendofornecido num encapsulamento do tipoDIL, com um espaamento entre pinos

de 2 mm. A memria tampo de dados,o endereamento e a verificao deerros so garantidos pelo protocoloproprietrio integrado RC232. dispo-nibilizada uma ligao srie conven-cional, atravs de uma UART, para acomunicao de dados e configuraoa partir de um PC ou dispositivo decontrolo.As aplicaes tpicas incluem teleme-tria de longo alcance, controlo remoto,leitura de medies automtica(AMR), gesto de frotas ou de bens,automao domstica ou industrial,segurana sem fios e sistemas de alar-me.www.radiocrafts.comwww.dachs.es

ENa rea das comunicaes em rdio frequncia, a Radiocrafts AS apresentou o RC1280HP que permite uma potnciade sada at 500 mW para um maior alcance.

e a pesquisa no encontrar umproduto standard que cumpraos requisitos nas listas de

produtos actuais, o projectista podeusar o PowerBench para desenhar umproduto especfico. assim possveldedicar o seu tempo de desenvolvi-mento ao projecto em si, e no na suaadaptao para as fontes de alimen-tao existentes no mercado.Este conjunto de ferramentas podeminimizar os custos e prazos de pro-duo, uma vez que integra todo oprocesso de projecto, encomenda(com disponibilizao imediata depreos e stocks) e fabrico, dando totalcontrolo ao utilizador.A Vicor especializou-se numa rpidaresposta aos seus clientes, uma vezque o nico fabricante que garanteusar o mesmo processo de fabrico elinha de montagem quer os produtos

encomendados se-jam componentesstandard em pro-duo, ou compo-nentes standard fo-ra de produo, ouainda novos produ-tos adaptados aoutilizador. assimgarantido um custouniformizado as-sim como excelen-tes nveis de quali-dade e fiabilidadenos seus produtos.O conjunto de ferra-mentas Power-Bench inclui o pro-jecto de conversores DC-DC, AC-DC,arquitectura segmentada DC-DC (VI-PAC ou matrizes VIPAC), e uma amplagama de fontes de alimentao AC-DC

com correco de factor de potncia.

www.vicoreurope.com/powerbench

S

CIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS NOTICIAS

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Vicor lana PowerBenchO PowerBench uma suite de ferramentas on-line para projecto de fontes de alimentao que auxiliam o projectistana escolha da melhor fonte de alimentao para a sua aplicao.

PanelPC sem ventilao para aplicaes integradas

o autnticos PCs sem venti-lao, com preos competiti-vos e com um ecr tctil (touch

screen) VGA TFT de 8,4 polegadas. Omodelo base possui um ecr tctilresistente, existindo um outro modelocom um ecr tctil, muito mais robusto,

para utilizao em aplicaes aces-sveis ao pblico.O processador que equipa o modelostandard um AMD Geode GX533com uma ligao LVDS a um ecrnLCD de 800x600 pixels. Este LCDproduz 262 mil cores e tem um con-

traste de 500:1, com um bril-ho de 450 cd/m2.O PC possui uma RAM quepode ir at 512 MB e o contro-lo VGA feito on-board,podendo controlar um segun-do monitor. O disco rgido de40 GB, semelhante ao dosportteis, pode ser substi-tudo por um outro de estadoslido, caso seja necessrio.Alternativamente, pode serutilizado o socket para cartesCompactFlash, como meio de

armazenamento de dados. A placaprincipal dispe ainda de uma ligaomini-PCI e um socket PCMCIA, possi-bilitando ligar uma placa LAN Wire-less ou outro tipo de interface. O OPC-363-84 alimentado a partir de 12 V,consumindo apenas 10 W sem preci-sar de arrefecimento adicional. Toda-via, existe espao para montar umaventoinha, caso o PC seja utilizado emambientes com elevada temperatura.A proteco traseira, alm de prote-ger o PC, actua tambm como umablindagem extra contra interfernciaselectromagnticas. As ligaes para oexterior compreendem duas portasRJ45 LAN, uma porta CTR, ligaespara teclado e rato PS/2, uma portasub-D e outra DC-min.

www.bvmltd.co.uk

SOs novos PCs da BVM (OPC-363-84) foram desenvolvidos especificamente para aplicaes como sistemas de contro-lo de mquinas, quiosques electrnicos, aplicaes mveis, martimas e de publicidade.

HARDWARE & SOFTWARE

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Servidor Web com AVRBaixo custo, baixo consumo

Holger Buss e Ulrich Radig, em colaborao com Dr. Thomas Scherer

Um servidor Web com um microcontrolador Atmel no pode ser real ou ser que sim? Talvez at possa, porque aparentemente no mundo da tecnologia actual quase nada impossvel. E mais, perfeitamente possvel colocar todo o software necessrio num microcontrolador ATmega32. A possibilidade de controlo externo e ligao a uma webcam tornam este projecto muito atractivo.

Tudo comeou, confessa Ulrich Radig, quando ele quis ligar o filtro da sua m-quina de caf via Internet. Depois de algum trabalho, obteve um pequeno servidor de rede com alguns portos de E/S que lhe permitia controlar e selec-cionar entradas analgicas. Aps ter publicado o seu projecto na Internet [1], conseguiu obter a ateno de alguns

entusiastas que melhoraram o seu concei-to original, acabando por projec-tar um equipamento host e melhorias ao nvel do software. Holger Buss projec-tou ento uma placa de circuito impres-so para permitir ligar o hardware In-ternet usando uma velha carta NE2000 compatvel com a norma Ethernet [2] (Figura 1). Ao contrrio de muitos outros projectos de pequenos servi-dores, este circuito no utiliza nenhum componente SMD. A simplicidade no processo de soldadura uma vantagem dessa opo, assim como a minimizao dos custos graas utilizao de mate-riais de baixo custo e reciclados.

Linux?Os servidores de rede tm a tendn-cia a ser equipamentos volumosos e ruidosos instalados em bastidores de 19 polegadas, correndo um sistema operativo Linux ou Windows. No entan-to, esta realidade est a mudar, uma vez que os fabricantes oferecem agora

pequenos outros factores, como

possibilidade de ligar dis-cos rgidos externos, que se distinguem no s pelos seus interfaces USB, SATA ou Firewire, mas tam-bm pela funcionalidade NAS (Network Attached Storage). Parte das especifi-caes standard corresponde a um dis-positivo controlador de alta velocidade com uma frequncia de trabalho na ordem das vrias centenas de MHz, mais um pequeno sistema operativo Linux. As capacidades do servidor podem ser configuradas para proto-colos FTP, SMB e HTTP, usando pgi-nas integradas. Alguns megabytes de memria Flash e RAM fazem tambm parte destes sistemas.Apesar de toda esta sofisticao, o mi-crocontrolador ATmega32 tem apenas uns 32 kilobytes de memria Flash e no que toca RAM tem que se con-tentar com uns meros 2048 bytes. Por conseguinte, um microcontrolador com uma frequncia de funcionamen-

Caractersticass Servidor web com ATmega32/ATmega644

s Consumo de corrente inferior a 100 mA

s Trs entradas analgicas em polling

s 7 linhas de E/S digitais

s Interface 1-Wire (Dallas)

s Ligao para webcam

s Interface para carto de memria SD

s Servidor NTP

s Congurvel atravs de cheiro de texto

s Noticao via e-mail

s Interface srie

s Programao In-Circuit

s Placa Ethernet compatvel com norma ISA NE2000

Figura 1. Servidor web completo, com placa Ethernet e interface srie.

1102/2008 - elektor

to de 16 MHz apenas funciona a uma pequena fraco da velocidade de um controlador NAS. E apesar do 32 na designao do ATmega32, esta srie de microcontroladores ainda utiliza um CPU de 8 bits.Isto leva-nos a uma poca de h pelo menos 25 atrs, nos primrdios dos computadores pessoais, onde por mui-to dinheiro podia comprar placas de circuito impresso em formato A3 com os populares processadores Z80, 6502 ou 6800. Comparado com o custo do KIM-1, do AIM-65 ou do prprio siste-ma modular SC/MP da Elektor (quem que no se lembra disto?), pode

adquirir hoje em dia um controlador ATmega32 significativamente mais potente por cerca de oito euros, ou en-to a verso ATmega644, com o dobro da memria, por cerca de 16 euros. Esta poupana em termos econmi-cos e tcnicos tem uma consequncia bvia: o Linux no de forma alguma a soluo.

Cdigo fonte aberto?Pouco mais temos que fazer para alm de comprimir todos os elemen-tos necessrios ao protocolo Internet na memria Flash de um microcontro-

lador AVR. Os autores do projecto no so os nicos a lidar com este tipo de desafio, tendo outros programadores feito j um importante trabalho sobre esta matria. A vantagem de utilizar cdigo fonte aberto que no preci-so estar sempre a reinventar a roda. Por conseguinte, no necessrio despender uma enorme quantidade de tempo a desenvolver um servidor de rede baseado num microcontrolador AVR, especialmente no apenas sob a forma de cdigo fonte aberto completo mas tambm sob a forma de ficheiros j compilados nas pginas relaciona-das com este projecto [3] e [4], que at

PB0 (XCK/T0)1

PB1 (T1)2

PB2 (AIN0/INT2)3

PB3 (AIN1/OC0)4

PB4 (SS)5

PB5 (MOSI)6

PB6 (MISO)7

PB7 (SCK)8

RESET9

PD0 (RXD)14

PD1 (TXD)15

PD2 (INT0)16

PD3 (INT1)17

PD4 (OC1B)18

PD5 (OC1A)19

PD6 (ICP)20

PD7 (OC2)21

XTAL

212

XTAL

113

GND

11

PC0 (SCL)22

PC1 (SDA)23

PC2 (TCK)24

PC3 (TMS)25

PC4 (TDO)26

PC5 (TDI)27

PC6 (TOSC1)28

PC7 (TOSC2)29

AREF

32

AVCC

30

GND

31

PA7 (ADC7)33

PA6 (ADC6)34

PA5 (ADC5)35

PA4 (ADC4)36

PA3 (ADC3)37

PA2 (ADC2)38

PA1 (ADC1)39

PA0 (ADC0)40

VCC

10

IC1

ATmega32

Q1

16MHz

C1

22p

C2

22p

GND

R3

10k

C5

100n

C13

100n

GND

C1+1V

+2

C1-3

C2+4

C2-5

V-6

T2OUT7

R2IN8

R2OUT9

T2IN10

T1IN11

R1OUT12

R1IN13

T1OUT14

GND15

VCC16

IC2

MAX232

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

10

X2

RS232

C7

100n

C6

100n

C9

100n

C8

100nGND

+5V

R12470R

1234567891011121314

S1

RESET

GND

GND

+5V

PD0PD1

PD3PD4PD5PD6

RES_ISA

PD4PD6PA5PA6PA7

PD3PD5PD7+5V

+12V

GND

INT0

R10

10k

R8

470R

red

LED2

GND

RE

.GND

A1 B1A2 B2A3 B3A4 B4A5 B5A6 B6A7 B7A8 B8A9 B9

A10 B10A11 B11A12 B12A13 B13A14 B14A15 B15A16 B16A17 B17A18 B18A19 B19A20 B20A21 B21A22 B22A23 B23A24 B24A25 B25A26 B26A27 B27A28 B28A29 B29A30 B30A31 B31

C1 D1C2 D2C3 D3C4 D4C5 D5C6 D6C7 D7C8 D8C9 D9

C10 D10C11 D11C12 D12C13 D13C14 D14C15 D15C16 D16C17 D17C18 D18

X1

DATA7

DATA0DATA1DATA2DATA3DATA4DATA5DATA6

ADR0ADR1ADR2ADR3ADR4

PA6PA5

PA7

A7 A6 A5

WR_ISA

RD_ISA

12345678910

PROG

SCKSCKMISOMOSI

PB3

SCKMISO

MIMO

GND

+5V

MISOSCK

MOSI

MOSIGN

D6

GND

3

VCC

4

DI2

SCK5

CS1

DO7

MMC/SD Card

R5

3k6

R6

3k6

R7

3k6

R1

1k8

R2

1k8

R4

1k8

R11

470R

GND

C10

100n

+5V

GND

DATA1DATA0

DATA2DATA3DATA4DATA5DATA6DATA7

ADR1ADR0

ADR2

ADR4ADR3

D1

D2

1N4148

+5V

GND

GND

2x

RES_ISA

INT0

INT0IRQ7

IRQ9

060257 - 11

IRQ4IRQ5IRQ6

RESET

WR_ISAREADWRITE

SCK

MISO

MOSI

PB3

IRQ3

C11

22u

D3

1N4001

C3

100n

1 3

2

N1uA7805

C4

100n

green

LED1

R9

470R

C12

22u

X4

GND

+5V+12V 5V

GND.

RD_ISA

DATA

ADDR

ESS

PD7

Figura 2. O circuito do servidor web incrivelmente simples. A ligao com a rede efectuada atravs de uma placa Ethernet.

HARDWARE & SOFTWARE

12 elektor - 02/2008

mesmo os leitores menos experientes podem programar o seu prprio micro-controlador sem correr o risco de com-eter muitos erros. Existe mesmo um frum especial [5] para quem precisar de um pouco de ajuda.As capacidades deste pequeno servi-dor podem ser visualizadas no quadro junto com as caractersticas tcnicas. impressionante o que este pequeno circuito consegue fazer. A proposta de adio de um carto de memria SD na parte de E/S de dados do circuito par-ticularmente interessante. Isto faz com que seja simples alterar a pgina do servidor ou optimizar a configurao de parmetros. Alm disso, um sistema to simples encontra-se perfeitamente pro-tegido contra tentativas de intruso.No obstante, onde h luz tambm existem sombras. Este pequeno servi-dor de rede no pretende substituir um servidor de rede real. A taxa de transferncia de dados no exube- rante (downloads de cerca de 10 kB/s) e os acessos HTTP ou mesmo outras funcionalidades, como a execuo de scripts, no so de todo suportadas. O controlo de dispositivos a princi-pal funo de um pequeno servidor de rede como este por exemplo, o con-

Nas pginas de Internet dos autores pode encontrar vrias verses de firmware para as quais a memria Flash do ATmega32 mais do que suficiente. Se o leitor estiver a usar a verso mais actual (V 1.4) vai precisar de um pouco mais de espao de memria extra, o que significa que vai ser necessrio usar o ATmega644. Alguns colegas, que gos-tam de um bom desafio, conseguiram reduzir a dimenso do cdigo fonte omi- tindo todas as funcionalidades extra fazendo com que o mesmo encaixe no espao de memria de um ATmega8. Electricamente, no h qualquer problema quer utilize um ATmega16, ATmega32 ou um ATmega644 com um encapsulamento do tipo DIL de 40 pinos, uma vez que estes so compatveis pino a pino.A verso de firmware 1.4, disponibili-zada, foi compilada para funcionar com um cristal de frequncia de 14,7456 MHz, dado que isto facilita a converso das taxas de transferncia de dados no interface srie. Se utilizar o ATmega644 vai estar na verdade a desperdiar alguns MHz, isto porque este microcon-trolador suporta sem qualquer proble-ma frequncias de funcionamento at 20 MHz. Se se sentir inclinado a alterar

trolo remoto da temperatura e obter fotos com uma webcam. O consumo de corrente, um pouco abaixo de 1 A, no propriamente muito ecolgico, mas mesmo assim no se pode dizer que seja muito excessivo.

ATmega e rmwareNo circuito apresentado na Figura 2 o microcontrolador assume o centro das atenes. Para alm do microcon-trolador existe tambm um conversor MAX232 para adaptar os nveis do in-terface srie. Se no for necessrio uti-lizar o interface de comunicao srie pode dispensar a tenso de alimentao de 12 V, o que significa que o servidor pode funcionar apenas com a tenso de 5 V. Neste caso, o circuito integrado IC2, N1 e o dodo D3 no so necessrios; o dodo D3 pode ser substitudo por uma ponte de ligao, ligando tambm um fio entre os pinos 1 e 3 do regulador de tenso. O resultado ento, aparte da carta Ethernet, um servidor de rede com um nico circuito integrado. Este certamente o servidor de rede com o menor nmero de componentes que se possa imaginar. O consumo de energia ento inferior a 500 mW.

Figura 3. Placa de circuito impresso do servidor web.

Lista de componentesResistncias:R1;R2;R4= 1,8 kR3;R10= 10 kR5;R6;R7= 3,6 kR8;R9;R11;R12= 470

Condensadores:C1;C2= 22 pF, cermicoC3a C10;C13= 100 nF, passo 5 mmC11;C12= 22 F/16 V, tntalo

Semicondutores:IC1= ATmega32 ou ATmega644 (ATmega644

programado Ref 060257-41)*IC2= MAX232N1= 7805D1;D2= 1N4148D3= 1N4001

LE1= LED verdeLE2= LED vermelho

Diversos:Q1= Cristal de quartzo de 14,7456 MHz *S1= Base para conector de 14 viasX1= Conector 2x31 vias (conector ISA) *X2= Conector sub-D de 9 vias, para PCI em nguloP= Base para conector de 10 vias (com 6 terminais)S= Base para conector DIL de 14 vias *PCI (Ref. 060257-1), disponvel na

Guimocircuito (www.guimocircuito.com)* ver texto

1302/2008 - elektor

o hardware para obter um circuito mais potente, utilizando uma frequncia mais elevada, vai precisar de adaptar o cdi-go fonte ou ento optar por no usar o interface srie.O carto SD precisa apenas de uma ten-so de funcionamento de 3,3 V. Com a ajuda de dois dodos (D1 e D2) conse- guimos obter uma tenso de funciona-mento de cerca de 3,5 V, e uma vez que os cartes SD no so muito exigentes com o valor da tenso de alimentao este valor suficientemente prximo.Para alm do interface srie, existem tambm dois interfaces SPI para pro-gramao do circuito (In-Circuit Pro-gramming) usando programas adequa-dos (por exemplo, o USBprog publicado pela Elektor em Dezembro de 2007) que utiliza seis ou 10 pinos do interface. As tenses de alimentao e as linhas de E/S so retiradas do conector S1 de 14 vias, que so depois ligadas ao perifri-co atravs de um cabo plano. Um conec-tor do tipo ISA utilizado para ligar a placa Ethernet.

EthernetComo mencionado anteriormente, uma placa de rede do tempo em que os PCs ainda vinham em verso XT e AT pode ter aqui uma nova vida. Nesta era, an-terior norma PCI, as placas NE2000 compatveis com a norma Ethernet 10-Mbit tinham um barramento ISA quase standard. fcil fazer com que estas placas funcionem a 8 bits, o que faz delas ideais para trabalhar com mi-crocontroladores de 8 bits. Os cartes que usam um controlador da Realtek funcionam particularmente bem. Ten-ha em ateno os cartes com o chip

RTL8019AS quando procurar adquirir um carto. Estes funcionam sem ser necessrio efectuar qualquer alterao. Nos cartes pode haver uma memria EPROM instalada que precisa de ser removida, pois pode conter software capaz de interferir com o funcionamento pretendido.Como estes cartes podem ser dif-ceis de encontrar, existe uma pequena alterao [7] que permite utilizar cartes da 3Com com o chip 3C5x9. Natural-mente, isto envolve alteraes no cdi-go fonte.No h necessidade nenhuma para procurar desenfreadamente um conec-tor ISA real. Os cartes tambm fun-cionam com conectores de 231 vias, disponveis em qualquer loja. Os 218 pinos que faltam na placa de circuito impresso (Figura 3) so ligados mas-sa e aos +5 V. At mesmo a placa de circuito impresso da Figura 4 tem ap-enas um slot com 231 pinos.

ConstruoO facto de no usar nenhum compo-nente SMD faz com que a montagem do circuito seja trivial. Recomenda-se que sejam usados suportes para os cir-cuitos integrados IC1 e IC2, em parti- cular para IC1, pois pode querer remover o microcontrolador para o programar num programador como por exemplo o STK500 da Atmel.O conector utilizado para ligar o carto SD do tipo DIL de 14 vias, soldado na placa na posio indicada. Conectores prprios para cartes SD no so fceis de encontrar no mercado, e mesmo que os encontre o custo deles ser despro-porcionado. Como alternativa exis-

tem algumas possibilidades. Como se mostra na Figura 5, as duas linhas de pinos devem ser dobradas, uma para a outra, at que as pontas estejam dis-tanciadas de aproximadamente 1,5 mm. Depois disso, torna-se bastante fcil soldar um carto SD entre eles. A Fig-ura 6 mostra como este esquema de montagem funciona.Uma opo perfeitamente vlida con-siste em utilizar um Mini ou Micro carto SD com um adaptador para a forma standard, e simplesmente sol-

Figura 4. O servidor web totalmente montado, com espao entre os dois circuitos integrados para futuros desenvolvimentos.

Figura 5. Para conseguir instalar o carto de memria SD entre os pinos do conector DIL, os pinos de cada linha devem ser dobrados para dentro at distanciarem uns dos outros de aproximadamente 1,5 mm.

Figura 6. Um carto SD instalado entre os pinos do conector DIL.

HARDWARE & SOFTWARE

14 elektor - 02/2008

ligar uma resistncia adicional de pull- -up de 100 k entre o pino 7 do interface do carto SD para os +5 V, assegurando que o servidor no tem dvida nenhuma que o carto SD no est presente. A re-sistncia no interfere com o funciona-mento do circuito quando o carto SD est ligado. Na verso 1.4 do firmware, o endereo IP 192.168.1.201 deve ser usado quando no usado nenhum carto SD. Embora o servidor no seja dos mais rpidos, um ping respondido normalmente dentro de 1 ms.Em [5] pode ter acesso a uma ligao de teste no laboratrio da Elektor (Figura 11) em tempo-real. Nem todos ficaram imediatamente satisfeitos quando pro-jectmos o servidor para menos de 1000 acessos simultneos por segundo.Se o leitor pretender ligar outros perifricos como sensores de temperatura ou webcams visite as pginas dos autores, dedicadas a este projecto, onde pode encontrar informao detalhada.

(060257-I)

Artigo original: AVR Web Server December 2007

Web Links[1] www.ulrichradig.de

[2] www.mikrocontroller.com

[3] www.mikrocontroller.com/eng/

avr_webserver.php

[4] www.elektor.com/webserver

[5] www.elektor.com/testserver/

[6] www.ulrichradig.de/site/forum/

viewforum.php?f=5

[7] www.mikrocontroller.com/de/

ISA_3Com.php

[8] www.atmel.com/dyn/resources/prod_do-cuments/doc2593.pdf

dar o adaptador directamente aos sete pinos interiores (os sete pinos do lado da placa de circuito impresso no tm qualquer funo elctrica).Uma opo mais elegante, mas mes-mo assim bastante econmica, utili-zar o conector existente num leitor de cartes SD de baixo custo (Figura 7). O suporte para o carto SD dessoldado e posteriormente soldado directamente nos terminais da placa de circuito im-presso, como mostra a Figura 8. Soldar a linha exterior de pinos proteco metlica (Figura 9) garante uma melhor estabilidade mecnica.Os ficheiros para carregar no carto SD esto disponveis nas pginas relacionadas com o projecto. O ficheiro server.cfg particularmente importante. Nesta altura vai ter que introduzir o endereo IP utilizando um editor de texto de modo a que os trs primeiros bytes estejam de acordo com o endereo do router. A pgina web em si est con- tida no ficheiro index.asp. Como este projecto no pretende ser um servidor muito potente, os tipos de cartes SD mais antigos com apenas alguns MB so perfeitamente adequados.Como teste inicial deve analisar a sada do interface srie atravs do Hyperter-minal. Os parmetros a usar so: 9600 baud, 8 bits de dados, sem paridade, 1 stop bit, sem controlo de fluxo. Com uma tenso de alimentao de 9-12 V aplicada ao circuito e se tudo estiver a funcionar correctamente, deve obter uma sada de dados equivalente que se apresenta na Figura 10. Alm disso, deve conseguir visualizar a p-gina web do carto SD no endereo IP seleccionado.

Em conclusoO servidor tambm funciona sem o carto SD. Nesse caso, necessrio

Figura 7. Um pequeno leitor de cartes SD de baixo custo pode ser usado para aproveitar o conector de cartes.

Figura 8. Esquema de soldadura dos pinos do slot para cartes SD aos pinos do conector.

Figura 9. Para melhorar a estabilidade mecnica pode soldar os pinos que no so usados parte metlica do conector.

Figura 10: Este o resultado que pode visualizar no Hyperterminal se tudo estiver a funcionar perfeitamente.

Sobre os autoresUlrich Radig e Holger Buss so apaixonados por hardware e software. As suas pginas de Internet so dedicadas ao desenvolvi-mento de servidores web com AVR at um nvel mais alto, como outros projectos de circuitos host. Figura 11. Esta a mensagem disponibilizada pelo nosso prottipo, construdo no laboratrio da Elektor.

ELEFEV08

elektor_37.qxd 08/01/28 17:04 Page 1

Hardware & Software

16 elektor - 02/2008

Explorer-161. parte: introduo ao MPLAB, C30 e Proteus VSM

Jan Buiting & Luc Lemmens, em colaborao com a Microchip UK & Labcenter Electronics

Nesta edio apresentamos o Explorer-16, um projecto dividido em quatro partes, resultante da colaborao da Elektor com a Microchip e a Labcenter, e que tem como objectivo desafiar os nossos leitores a fazerem a transio para os microcontroladores de 16 bits. Para j, no necessrio qualquer hardware, bastando aceder ao site da Elektor para fazer o download gratuito do software com o qual pode j comear a instalar o Microchip MPLAB e C30, assim como o Proteus VSM. Estes so trs programas essenciais que, interligados numa mesma plataforma, vo fazer com que se familiarize com o processo de desenvolvimento com microcontroladores de 16 bits PIC24F e com os conceitos gerais de simulao de microcontroladores.

4 C30 Compiler4 MPLAB IDE4 Proteus VSM

32-128 KBFlash

8 KBRAM

Memory Bus

16 MIPS 16-bit Core

17 x 17 MPY

JTAG & Emul.Interface

Register File16 x 16

BarrelShifter

Generation

16-bit ALU

Peripheral B

us

Peripheral P

in S

elect(1)

Note 1: PPS available on 28- and 44-pin PIC24F versions

CRC

A/D, 10-bit, 16 ch.

UART, 2

I2C, 2

SPI, 2

16-bit Timers

Input Capture

Out Compare/PWM

GP I/O

Analog Compare, 2

RTCC

Watchdog

PMP

Figura 1. Diagrama de blocos do PIC24F.

InstructionDecode &Control

PCH PCL

16

Program Counter

16-Bit ALU

23

23

24

23

Data Bus

Instruction Reg

PCU

16

16 x 16W Register ArrayDivide

Support

ROM Latch

16

EA MUX

RAGUWAGU

16

16

8

InterruptController

PSV & TableData AccessControl Block

StackControl

Logic

LoopControlLogic

Data Latch

Data RAM

AddressLatch

Control Signalsto Various Blocks

Program Memory

Data Latch

Address Bus

16

Lite

ral D

ata

16 16

HardwareMultiplier

16

To Peripheral Modules

Address Latch

Figura 2. Diagrama de blocos do ncleo do CPU.

1702/2008 - elektor

Explorer-16O Explorer-16 representa uma evoluo lgica em relao aos microcontroladores de 8 bits. Se o leitor for um no-vato no campo dos microcontroladores, no se deve preo-cupar. Embora uma boa formao no slido domnio dos controladores de 8 bits (incluindo os PICs da Microchip), que apareceram no mercado h mais de 15 anos, seja uma boa ajuda, no de todo necessria para uma boa compreenso dos princpios aqui apresentados. De facto, no h qualquer impedimento em comear por aprender a desenvolver usando controladores de 16 bits, uma vez que as ferramentas disponveis para este fim so muito potentes. Devemos avisar que o Explorer-16 comea num nvel imensamente elevado. Contudo, disponibilizado todo o material de aprendizagem necessrio para pro-gramar o seu prprio microcontrolador PIC de 16 bits como parte deste projecto.

Quanto escolha do microcontrolador PIC de 16 bits em detrimento de outros, a Elektor sempre prezou ser uma re-vista independente, onde foram usados microcontroladores de vrias famlias ao longo destes anos. Nos nossos artigos continuamos a ilustrar a ampla variedade de oferta que existe no mercado hoje em dia, e respeitamos a preferncia de cada utilizador por PIC, AVR, ARM, 8051 ou MC9. No caso do Explorer-16, a famlia PIC disponibiliza boas opes e ferramentas para uma srie de artigos instrutivos que possibilitam a interaco com o leitor, e que facilmente se conjugam com hardware de alta qualidade.

Resumo dos artigosEsta srie de artigos engloba trs ingredientes principais, que passamos a descrever de seguida:

1. SoftwarePode fazer o download gratuito deste software no site da Elektor. Este conjunto constitudo por trs programas es-senciais, que se interligam entre si numa plataforma de desenvolvimento destinada no s a familiariz-lo com o processo de desenvolvimento com microcontroladores de 16 bits PIC24F, mas com todo os conceitos mais gerais de simulao de microcontroladores. Os trs programas so muito fceis de usar, e correm num PC relativamente rpido com o MS Windows instalado.

MPLAB IDE verso 7.50. MPLAB C30 verso 2.05 (edio para estudantes) compilador C para microcontroladores PIC, com um conjunto de ferramentas adicionais. Proteus VSM v.7.00 uma edio especial do software de simulao Labcenter, que consegue simular uma placa com microcontrolador. Isto inclui naturalmente a placa Explorer-16, uma vez que, pela primeira vez, includo um plug-in de simulao gratuito para o PIC24F, para garantir a interaco com a placa Explorer-16.

2. HardwareNa prxima edio, a Elektor vai apresentar a placa de desenvolvimento Explorer-16 (imagem publicada na p-gina anterior), a qual pode ser obtida atravs da rede de distribuidores da Microchip, usando os cdigos indicados no final deste artigo.

3. Suporte via InternetOs ficheiros adicionais de suporte encontram-se em www.elektor.com.pt/PT_explorer-16, pgina especialmente ded-icada ao Explorer-16 no site da Elektor.

Hardware & Software

18 elektor - 02/2008

Com a primeira parte desta srie (este artigo) est disponvel um tpico Explorer-16 no site da Elektor. Esto planeados quatro artigos consecutivos, nos quais vo ser feitas demonstraes e exerccios bastante avanados, para explorar o funcionamento do software Proteus VSM.

Arquitectura PIC24FComo seria de esperar, a Figura 1 apresenta um diagrama

de blocos funcional do dispositivo PIC24F, e a Figura 2 o diagrama de blocos do ncleo do CPU. As boas notcias so que nesta srie de artigos (e na placa Explorer-16) usamos o processador de topo desta famlia, o PIC24FJ128GA010 com 128 kB de memria Flash com um encapsulamento de 100 pinos. O seu carto de visita as suas caracters-ticas. Este poderoso microcontrolador tem um conversor A/D, UART, SPI, I2C, RTCC, WDT ICE, ISP e POR, sem

Caractersticas do PIC24FJ128CPU Arquitectura Harvard modificada Operao at 16 MIPS @ 32 MHz Oscilador interno de 8 MHz - Opo PLL 4x - Mltiplas opes de diviso

Multiplicador inteiro/fraccionrio em ciclos de 1717 bits no hardware

Divisor em hardware de 32 bits por 16 bits Matriz de 16 registos de 16 bits Arquitectura de instrues optimizada para compilador C 76 instrues base - Modos de endereamento flexveis

Endereamento de memria de programa linear at 12 MBytes

Endereamento de memria de dados linear at 64 kBytes Duas unidades de gerao de endereos para enderea-

mento distinto da memria de dados para operaes de leitura e escrita.

Caractersticas especiais do microcontrolador Tenso de funcionamento de 2,0-3,6 V Memria de programa Flash - 1000 ciclos apagar/escrita - Tempo de reteno de cerca de 20 anos

Programvel por controlo de software Modos de gesto de energia programveis - Hibernao (Sleep), Repouso (Idle) e modos de relgio

alternativos

Monitorizao de segurana da operao do relgio - Detecta a falha do sinal de relgio e comuta para o

oscilador RC de baixa potncia integrado no chip

Regulador LDO includo no chip Suporte para anlise e programao JTAG POR (Power-on Reset), PWRT (Power-up Timer) e OST

(Oscillator Start-up Timer)

WDT (Watchdog Timer) com oscilador RC de baixa potncia integrado no chip

ICSP (In-Circuit Serial Programming) e ICE (In-Circuit Emulation)

Funes analgicas Conversor analgico/digital de 10 bits at 16 canais - Taxa de converso de 500 kaps - Converso disponvel durante o modo de hibernao e

repouso

Comparadores analgicos duplos com configurao de en-tradas/sadas programvel

Perifricos Dois mdulos SPI de 3 ou 4 linhas, com suporte para quatro

modos de funcionamento com memria tampo FIFO de quatro posies

Dois mdulos I2C master e slave, com endereamento de 7 ou 10 bits

Dois mdulos UART - Suporte RS-232, RS-485 e LIN 1.2 - Suporte IrDA com codificador/descodificador via hard-

ware no chip - Despertar automtico (Auto-wake-up) com bit de inicio - Deteco automtica de baudrate - Memria tampo FIFO de quatro posies

Porto paralelo Master/Slave (PMP/PSP) - Suporte de 8 ou 16 bits de dados - Suporte de 16 linhas de endereo

Relgio/calendrio em tempo implementado em hardware (RTCC)

- Disponibiliza funes de relgio, calendrio e alarme

Cinco temporizadores/contadores de 16 bits programveisCinco entradas de 16 bits para capturaCinco sadas de 16 bits para comparao/PWMEntradas/sadas de elevada corrente (18 mA)Sada em colector aberto programvel nos pinos de E/S

digitais

At cinco fontes de interrupo exteriores

Figura 3. Para alm de ser o ponto de partida para a instalao dos trs programas, o ecr de boas-vindas tem tambm ligaes para documentao e guias recolhidos especialmente para o projecto Explorer-16.

Figura 4. Ecr de instalao dos vrios componentes.

1902/2008 - elektor

esquecer uma tecnologia avanada para poupana de energia e funcionalidade para porta paralela (master e slave).

Existem dois documentos no formato pdf [1] e [2] que deve descarregar da Internet e guardar numa pasta chamada Explorer-16. O primeiro a folha de caractersticas do PIC24F, com as suas incrveis 230 pginas. Felizmente, o documento tem separadores que lhe permitem aceder facilmente aos vrios captulos. Se estiver em processo de migrao da famlia PIC18F para a 24F, o documento [3] de muita utilidade.

Instalao do softwareFaa o download do software no seu PC e se no aparec-er automaticamente um ecr de boas-vindas, execute o ficheiro index.htm. Aps abandonar o ecr de boas-vindas vai ver o ecr de instalao de software, conforme pode ver na Figura 4. So usados programas de instalao para os componentes de software deste projecto. reco-mendvel a instalao dos trs componentes. De notar que o programa de instalao usa o browser de Internet configurado por defeito no seu PC. No nosso caso foi testado com sucesso usando o Internet Explorer verso 6.0.2900.

O MPLAB IDE v. 7.50 usa um programa convencional de instalao no Windows. Numa determinada fase vai ver a seguinte mensagem: The publisher could not be verified. Are you sure you want to run this software?, carregue em Executar ou Run para continuar.

O MPLAB C30 Compiler v 2.05 Student Edition segue um processo de instalao semelhante. O documento Re-lease Notes, que disponibilizado no fim da instalao, tem as notas de lanamento do compilador, e uma leitura particularmente interessante, sendo at recomendvel a sua impresso.

O Proteus VSM 7.00 Demo tambm fcil de instalar, bas-ta aceitar todas as sugestes feitas pelo programa de insta-lao. A visita guiada do MPLAB Viewer que vai encontrar no fim da instalao tem alguma informao interessante, e exemplo do esforo que a Labcenter e Microchip fizeram em conjunto para o projecto Explorer-16.

MPLAB IDEParadoxalmente, tendo em conta o seu tamanho e funcionalidades, no h muito a dizer sobre esta consagrada plataforma de desenvolvimento para micro-controladores PIC da Microchip. A razo simples, o MPLAB existe h j vrios anos, e como tal um produ-to maduro que pode ser considerado como a ferramen-ta por excelncia para o desenvolvimento em microproc-essadores PIC. O programa (ou conjunto de programas, para ser mais exacto) exaustivo, fcil de usar e apoia-do por um bom suporte tcnico, no s atravs do ficheiro Help includo, mas tambm atravs do apoio tcnico da Microchip e sobretudo do frum de discusso no seu site. O ambiente de desenvolvimento MPLAB IDE (Integrated Development Environment) suporta as famlias MCU e dsPIC de microcontroladores da Microchip Technology. O MPLAB IDE inclui os seguintes componentes: MPASM as-sembler; MPSIM - simulador de software; MPLINK linker; Source Level Debugger depurador para cdigo fonte; ajuda on-line; assistentes de projecto e configurao (Project

and set-up wizards); gestor de projectos (Project Manager); configurador visual de dispositivos (Visual Device Initial-izer); editor de programas (Programmers Editor); e por fim vrios controladores para vrias ferramentas de hard-ware. So tambm fornecidas algumas verses especiais de utilitrios como o Assembler ou Linker para os disposi-tivos dsPIC30.Com o MPLAB IDE pode:

Escrever, compilar e depurar cdigo fonte. Localizar erros automaticamente no cdigo fonte para edio mais rpida. Utilizar breakpoints (pontos de paragem) para depurar o programa.

Hardware & Software

20 elektor - 02/2008

Executar o programa passo-a-passo com o simulador, depurador no circuito (in-circuit debugger) ou emulador no circuito (in-circuit emulator). Analisar variveis em janelas de monitorizao (watch windows). Programar os dispositivos por intermdio de programadores adequados. Procurar respostas rpidas a questes usando a ajuda on-line do MPLAB IDE.

Quando arranca o MPLAB este parece que no est a fazer nada. Para ver alguma aco, use o menu File Open Workspace e navegue de seguida at pasta examples. Aqui pode abrir vrios projectos. Mesmo no percebendo muito bem o que se passa, um utilizador menos experiente pode assim explorar um grande nmero de funes sem consequncias de maior. tambm importante mencionar que pode encontrar as notas de lanamento para todos os utilitrios includos no MPLAB em Iniciar Todos os progra-mas Microchip MPLAB IDE v. 7.50 Documentation. Neste menu pode tambm encontrar os utilitrios para in-stalao e reparao.Uma apresentao das funcionalidades do MPLAB e a melhor forma de as usar nos seus projectos, mesmo que mer-amente introdutria, enchia facilmente uma revista inteira, e como tal est fora do mbito deste artigo. No se preocupe, o guia completo do MPLAB (MPLAB Users Guide) e vrios outros documentos pdf esto acessveis atravs do progra-ma de instalao, atravs da ligao View Design Series Literature. O documento MPLAB Getting Started pode ser um bom ponto de partida.

MPLAB C30O software inclui a edio de estudante do compilador Microchip C30, verso 2.05. Este um compilador C in-teiramente funcional nos primeiros 60 dias, aps os quais algumas das optimizaes so desactivadas. Se comear a usar o compilador C30 neste momento, vai dispor da verso completa do produto at publicao do terceiro artigo desta srie.As funes desactivadas aps 60 dias so descritas pela Microchip como abstrao de procedimentos e opes de optimizao -02, -03 e Os. Nada de demasiado preo-cupante, diramos. Tudo o resto funciona de forma idntica verso completa, e dada a enorme quantidade de memria disponvel no PIC24F128, a optimizao de cdigo dificil-mente vai ser uma necessidade. Como bvio, pode tam-bm usar o C30 para qualquer microcontrolador PIC MCU ou controlador digital de sinal dsPIC de 16 bits que tenha disponvel, como pode comprovar por si mesmo.A edio de estudante do C30 pode ser transformada na verso completa adquirindo uma licena Microchip.O MPLAB C30 parece ser um plug-in menos conhecido do ambiente de desenvolvimento MPLAB, pelo que faze-mos aqui uma breve apresentao (mas tenha em conta que o trabalho a srio comea com a escrita dos seus prprios programas em C, compilao, depurao e finalmente transferi-los para um PIC, isto claro, aps executar as simulaes necessrias). O MPLAB C30 um compilador compatvel com a norma ANSI, com bibliotecas standard para todos os PICs, incluindo os ltimos dispositivos dsPIC. Est totalmente integrado com o MPLAB IDE para depurao de alto nvel no prprio cdigo fonte. Este compilador inclui o seu prprio assembler, linker e gestor de bibliotecas (librar-ian) para escrita de programas mistos em C e assembly, e

Comece a usar o Proteus VSM no MPLABEsta pequena demonstrao mostra o essencial para confi-gurar e executar uma simulao no Proteus VSM sob o controlo do MPLAB IDE.

1. Faa o download do fichei-ro Demo1.zip do site www.elektor.com.pt/PT_ex-plorer-16. Guarde o contedo do ficheiro na pasta c:\progra-mas\microchip\mplab c30\examples.

2. Execute o programa MPLAB IDE, no menu File escolha o comando Open Workspace, navegue at pasta Demo1 e abra o am-biente de trabalho Demo1.mcw.

3. No menu Debugger do MPLAB IDE seleccione o co-mando Select Tool e depois Proteus VSM. Isto configura o MPLAB para usar o Proteus como a ferramenta predefinida para depurao.

4. Deve agora constatar que o Proteus VSM Viewer abriu dentro do MPLAB. Use o cone para abrir ficheiro (Open) no Viewer e selec-cione o esquema Demo1 na janela que entretanto aparece.

5. Seleccione Build All no menu Debugger.

6. Agora que tem o esquema e o projecto, pode comear a simulao. Use o boto verde no topo do MPLAB IDE para iniciar a simulao Proteus no MPLAB.

7. De inicio a simulao fica parada no instante inicial. Arranque a simulao carre-gando no boto Play, junto do topo direito do MPLAB IDE. Esta aco vai executar o cdigo do programa e o VSM Viewer vai mostrar os resulta-dos deste programa no seu projecto.

8. Use o boto vermelho no topo do MPLAB IDE para desli-gar o VSM Viewer do MPLAB e parar a simulao. Uma demonstrao mais detalhada do processo de depurao ser apresentada posterior-mente nesta srie de artigos.

Figura 5. O MPLAB C30 em aco. Podem ser abertas vrias janelas para ver o resultado do programa na memria e registos.

2102/2008 - elektor

ligao dos ficheiros objecto resultantes num nico ficheiro executvel.A biblioteca do MPLAB C30 inclui funes para mani- pulao de strings, reserva dinmica de memria, con-verso de dados, funes relacionadas com temporizaes matemticas (trigonomtricas, exponenciais e hiperblicas). O small code model oferecido pelo C30 aproveita uma forma mais compacta de efectuar chamadas de funes, enquanto que o small data model suporta o uso de instrues compactas para aceder aos dados no espao SFR. Embora o C30 esteja integrado no ambiente MPLAB, pode sempre execut-lo como um programa autnomo atravs da linha de comando. Use o menu Open Workspace no MPLAB e navegue at MPLAB C30 Examples MPLAB Link30. O exemplo Locate_access_EEPROM apresentado na Figura 5 com as visualizaes Program Memory e File Registers abertas.O guia de utilizador completo C30 Users Guide est acessvel atravs do menu do CD-ROM, conforme ilustrado com o MPLAB. Em alternativa, pode navegar at pasta Documentation.

Proteus VSMO software de simulao de circuitos includo no Explorer-16 disponibilizado por cortesia pela Labcenter Electronics. O VSM parte do Proteus Design Suite, que inclui tambm: Desenho de esquemas ISIS. Simulao em modo misto ProSPICE. Desenho PCI ARES.Especialmente para o projecto Explorer-16, a Labcenter fornece um grande nmero de circuitos exemplo para o PIC10, PIC12, PIC16, PIC18 e, claro, para o PIC24F. Pode executar qualquer cdigo que queira nos exemplos, mas para experimentar nos seus prprios projectos de hardware vai ter de adquirir o pacote Proteus VSM completo.Para ter uma ideia, se executar o ISIS atravs do menu Iniciar Todos os programas Labcenter Proteus 7 Demonstration ISIS 7 Demo, convidado a ver uma srie de exemplos. Na pasta Tutorials esto alguns exemplos bastante interessantes.Tal como o C30, o VSM est integrado no MPLAB. Pode encontr-lo no menu Debugger Tool. Se est desejoso por o ver em aco, siga o guia em oito pas-sos na caixa Comece a usar o Proteus VSM no MPLAB. Esta demonstrao impressionante requer o ficheiro Demo1.zip, que pode ser obtido no site criado para o efeito (www.elektor.com.pt/PT_explorer-16). Pode tambm aplicar o mesmo mtodo a qualquer uma das placas pr-instaladas Virtual Evaluation Boards. Pode obter mais detalhes sobre o VSM em [4].

Prxima edioCalculamos que a quantidade de software apresentada neste artigo seja suficiente para o manter ocupado durante um ms. No prximo nmero vamos discutir o hardware da placa Explorer-16 e apresentar a sua primeira aplicao, relacionada com reproduo de voz. Isto vai permitir ilustrar como o software desenvolvido usando o C30 e MPLAB. Vamos tambm analisar o Proteus VSM para demonstrar que a simulao hoje um passo firmemente estabelecido (se no mesmo necessrio) no desenvolvimento de prottipos de circuitos com microcontroladores.

(060280-I)

Artigo original: Explorer-16 January 2007

Internet:[1] Folha de dados da famlia PIC24FJ128GA da Microchip: ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39747C.pdf[2] Caractersticas da famlia de microcontroladores de alta per-

formance PIC24 da Microchip: ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39754b.pdf[3] Guia de migrao de PIC18F para PIC24F:

ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf[4] Proteus VSM

www.labcenter.co.uk/products/vsm_overview.htm

TM Reservados todos os direitos e copyrights da Microchip e da Labcenter Electronics

Microchip: como activar os cdigos promocionaisPode adquirir os seguintes produtos relacionados com este artigo atravs do site da Microchip (www.microchipdirect.com) com um preo de desconto:Placa Explorer - DM240001PICkit 2 - DV164120 PICtail - AC164125

O cdigo promocional da edio de Fevereiro PORTGM308 e vlido a partir de 1 de Fevereiro at 31 de Maro de 2008.

Para isso, siga os seguintes passos: 1 Entrar no site www.microchipdirect.com2 - Ir para a rea de compra de produtos3 - Procurar o produto pretendido4 - Adicionar o item escolhido ao shopping cart5 - Clicar em My Cart6 - Introduzir o cdigo promocional Coupon/Discount code na

caixa indicada7 - Clicar em Checkout8 - Depois, quando for solicitado, efectuar o login conta do mi-

crochipdirect account (ou ento criar uma nova conta para um novo cliente, seguindo as instrues do site)

9 - Seleccionar a forma de pagamento10 - Efectuar a ordem de compra

Todo o software relacionado com o Explorer-16 pode ser descarregado no site da Elektor em www.elektor.com.pt, clicando na caixa dedicada a esta srie de artigos. Pode tambm aceder directamente a esta rea de downloads atravs de www.elektor.com.pt/PT_explorer-16

MONTAGEM

22 elektor - 02/2008

Controlador para forno de componentes SMDSoldar componentes SMD num forno convencionalPaul Goossens

A necessidade de soldar componentes SMD cada vez mais frequente no laboratrio da Elektor. Na edio de Maio de 2006 apresentmos um artigo sobre como construir um forno para componentes SMD, utilizando um forno elctrico. Esse artigo originou vrios comentrios por parte dos nossos leitores, o que conrmou o elevado interesse neste projecto. Apresentamos agora um novo controlador para o forno de componentes SMD. Pode adquirir este controlador sob a forma de um kit, o que facilita a sua construo, devendo ter em ateno todas as questes relacionadas com a segurana.

O nosso anterior forno para SMDs ainda usado com alguma regulari-dade no laboratrio da Elektor, apesar dos dois anos passados desde a sua construo. Com base nos comentrios dos nossos leitores conclumos ser uma boa ideia desenvolver uma nova verso deste projecto, disponibilizando-a em forma de um kit. Deste modo, possvel os nossos leitores construrem o seu prprio forno para componentes SMD.Para os leitores que no tenham tido oportunidade de ler o artigo original, descrevemos em seguida o processo de soldadura por refluxo.

O m do ferro de soldar?A soldadura de componentes con-vencionais normalmente feita com um ferro de soldar. O primeiro passo consiste em aquecer estes componen-tes com o ferro de soldar. Assim que a temperatura est suficientemente alta, aplica-se um pouco de solda, que

se derrete com o calor ligando as duas partes entre si. O resultado uma boa soldadura.Este mtodo perfeito para componen-tes electrnicos convencionais, uma vez que as ligaes so aquecidas uma de cada vez e o componente em si per-manece relativamente frio.A sua grande limitao que ambos os componentes a soldar tm de estar acessveis ponta do ferro de soldar. Com muitos componentes SMD isto difcil de conseguir e at mesmo im-possvel para alguns deles.

ReuxoUm dos mtodos usados para soldar componentes SMD designado por re-fluxo. Com este mtodo, em vez de se aquecer os componentes um a um com o ferro de soldar, toda a placa de circui- to impresso assim como os componen-tes so aquecidos de uma s vez.Neste caso, no usada uma solda

convencional, mas sim uma substn-cia designada por pasta de solda. Esta pasta cinzenta composta por mins-culos gros de solda misturados com fluxo. Para soldar os componentes comea-se por aplicar esta pasta nos terminais de soldadura da placa de cir-cuito impresso. De seguida, os compo-nentes so colocados na sua posio, por cima da pasta de solda. Depois, o conjunto vai ao forno, onde aqueci-do at que a solda comece a derreter e una os pinos dos componentes aos terminais da placa.

Perl de temperaturaO processo descrito acima parece sim-ples, pelo que o leitor pode pergun-tar o que justifica a construo de um circuito de controlo para um forno de componentes SMD? Um forno conven-cional seria suficiente para concluir o processo com sucesso.A razo que todo o processo de sol-

2302/2008 - elektor

dadura deve obedecer a sequncias de aqueci-mento e arrefecimen-to razoavelmente bem definidas, com tempe-

raturas bastante precisas. A Figura 1 apresenta um grfico com

a medio das temperaturas durante todo o processo.

O processo comea com a fase de pr-aquecimento, onde a temperatura no forno incrementada at 125 C. A esta temperatura o fluxo torna-se lquido. O excesso de fluxo escorre e afasta-se dos terminais de solda-

dura, deixando os gros de solda no stio devido. A temperatura sobe ento de forma relativamente lenta at aos 175 C, temperatura prxima do ponto de fuso dos gros de solda. A razo para o incremento lento que

00

50

100

150

200

250

100 200

Tem

pera

tura

[C

]

300 400

060234 - 12

500

Tempo [s]

Figura 1. Temperatura caracterstica medida no interior do forno.

3V3

060234 - 11

GND

GND_2

3V3

GND

22p

C4

22p

C3

K5

MAX6675ISA4

SO7

CS6

SCK5

1

T+3

T-2

IC2

100n

C1

GND

GND

3V3

22p

C5

GNDGND

5V

GND_2

S1S2S3S4S5S6

S1S2S3S4S5S6

RESET ER/WRS

S1S2S3S4S5S6

3V3_2GND_2

Re1

Re2

5V

5V

OUT1OUT2

OUT1

OUT2

123

K9

123

K8

USER INTERFACE

CSSO SCK

SOCSSCK

TEMPERATURE MEASUREMENT

D2

BAS116

D1

BAS116IC4

78M05CKTPR

100n

C18

GND

5V

RESET

10u

20V

C2R1

10k3V3

S1

S2

S3

S4

S5

S6

LED

230_1

230_2

230_3

230_4

D3

KBP2005G

K1

K2

X1

12MHz

F1

TR1

5VA 9V230_5

25V

C17

1000u100n

C19

(AD0)P0.037

(AD1) P0.136

(AD2) P0.235

(AD3) P0.334

(AD4) P0.433

(AD5) P0.532

(AD6) P0.631

(AD7) P0.730

P1.0 (T2)40

P1.1 (T2 EX)41

P1.242

P1.343

P1.444

P1.5 (MOSI)1

P1.6 (MISO)2

P1.7 (SCK)3

(A8) P2.018

(A9) P2.119

(A10) P2.220

(A11) P2.321

(A12) P2.422

(A13) P2.523

(A14) P2.624

(A15) P2.725

VCC

38

EA/V

pp29

ALE/PROG27

PSEN26

P3.0 (RXD)5

P3.1 (TXD)7

P3.2 (INT0)8

P3.3 (INT1)9

P3.4 (T0)10

P3.5 (T1)11

P3.6 (WR)12

P3.7 (RD)13

XTAL

115

XTAL

214

GND

16

GND

17

RST4

IC1

AT89S8253-24AU

GND30

PS15

MI14

DB713

V429

V328

V227

V126

V025

C2-24

C2+23

C1-22

C1+21

C3-20

C3+19V

out

18

VDD

17

GND16

DB612

DB511

DB410

DB39

DB28

DB17

DB06

E5

R/W4

RS3

RST2

CS1B1

AA

KBKB

KRKR

KGKG

LCD1

64 x 128 LCD

3V3_2

100n

C7

GND_2

R6

33R

R5

33R

R4

33R

5V_2

5V_2

3V3

IC5TLV2217-33KTPR

100n

C21

100n

C20

3V3

GND

T3

FDV301N

T4

FDV301N

T5

FDV301N

BG_RBG_GBG_B

BG_GBG_B

BG_R

T2FDV301N

T1

FDV301N

GND

GND

123456789101112131415161718192021222324

K7

GND_2

1 23 45 67 89 10

11 1213 1415 1617 1819 2021 2223 24

K6

RESETLCD

RESETLCD

3V3

1

2 3 4 5 6 7 8 9

R38x10k

1

2 3 4 5 6 7 8 9

R28x10k

R8

1M

R7

1M

GND

GND_2

25V

C6

1000u

C8

1u

C9

1uC10

1uC11

1u

C12

1u

C13

1u

C14

1u

C15

1u

C16

1u

EART

H

Figura 2. Diagrama do circuito do controlador de forno.

MONTAGEM

24 elektor - 02/2008

a placa e os componentes precisam de tempo para ficarem todos mesma temperatura. Esta fase designada de de liquefaco (soak). Uma vez alcanada esta temperatura, o forno deve aquecer a placa e os componen-tes at temperatura mxima (nor-malmente 220-240 C). Durante esta fase os gros de solda derretem e ligam-se ao metal circundante. A soldadura est agora efectivamente feita.Aps a temperatura mxima ser alcanada, preciso arrefecer todo o conjunto. Esta fase tem o nome de arrefecimento. Contudo, este arrefecimento no deve ser demasiado rpido, para evitar diferenas de temperatura demasiado grandes entre os componentes e a placa, que podem deformar os componentes ou mesmo quebr-los. Por outro lado, este arrefecimento tambm no deve ser demasiado lento, especialmente no incio, pois alguns componentes apenas podem permanecer acima de uma dada temperatura crtica por um determinado intervalo de tempo.

De acordo com as novas regras RoHS, no permitido que produtos de con-sumo contenham solda com chumbo, salvo raras excepes (por exemplo, o mercado automvel). Pode usar a solda com chumbo no seu laboratrio se ap-enas construir prottipos, desde que o equipamento que esteja a montar no seja para vender.

Novo projectoAgora que o leitor est familiarizado com o processo de soldadura, altura de olhar com mais ateno para o cir-cuito do controlador.O facto de se pretender tornar este projecto disponvel na forma de um kit foi outra das razes que nos levou a melhorar o projecto original. Numa primeira anlise, no havia nada de errado com a primeira verso, mas de-cidiu-se de alguma forma modificar a electrnica, com base no s na nossa experincia mas tambm no retorno dado pelos nossos leitores.Com base nesta informao, tornou-se claro que ningum usava a porta srie. Atravs desta porta podia-se mudar a temperatura durante o processo de refluxo no PC. Em vez disto ocorreu--nos que seria til apresentar esta in-formao no prprio mostrador. Neste novo projecto abandonou-se a porta srie e a EEPROM, substituindo-se tambm o LCD alfanumrico de 216 caracteres por um mostrador grfico LCD. No que toca a custos, feitas as contas, esta soluo at um pouco menos dispendiosa e o produto final tem um melhor aspecto.Outra modificao consiste na substituio dos rels de estado slido por rels convencionais. Esta opo foi tomada tendo em conta tambm a reduo de custos.

Diagrama do circuitoO diagrama do circuito para o contro-lador (Figura 2) muito semelhante ao seu antecessor. No corao do circuito est o controlador IC1, um AT89S8253, que neste circuito funciona a uma frequncia de 12 MHz.K5 o interface de programao, que pode ser usado para programar um novo firmware no controlador. Para tal, necessrio um programador muito simples. O controlador forneci-do no kit vem j programado, pelo que para a maioria dos utilizadores este conector no tem grande interesse.

Com chumbo ou sem chumboDe uma forma muito geral, as pas-tas de solda podem ser caracteriza-das em dois grupos, de acordo com a composio da solda. O metal usado na solda consiste numa liga de dois ou mais metais.Na maioria das soldas baseadas em chumbo a liga composta por estanho e chumbo (SnPb). Esta liga tem o seu ponto de fuso nos 183 C.O segundo grupo, o das pastas sem chumbo, consiste normalmente numa liga de estanho, prata e cobre (SnAgCu). Por no conter chumbo, esta liga normalmente s comea a derreter a partir dos 217 C.Quando usado este ltimo grupo de pasta de solda, a temperatura mxi-ma usada para a fase de refluxo deve ser cerca de 240 C. Com pastas com chumbo so suficientes 220 C e, em alguns casos, o processo funciona at com uma temperatura mxima de 200 C. Isto no s poupa tempo como tam-bm implica uma menor exposio dos componentes a temperaturas elevadas durante o processo de soldadura.

Figura 3. Aspecto nal do controlador.

2502/2008 - elektor

A alimentao do circuito fornecida por Tr1, D3, IC4 e IC5, e mais alguns componentes adicionais. No que diz respeito fonte de alimentao, importante salientar que este kit fornecido em duas verses, uma para uma tenso da rede elctrica de 230 V (para a grande maioria da Europa) e outra para uma tenso de 115 V (EUA e outros pases). A nica diferena entre ambos o transformador usado. A tenso da rede aplicada no circuito atravs de K9. Esta tenso comutada pelos rels Re1 e Re2, que por sua vez so comandados pelos FETs T1 e T2. O forno ligado em K8.A temperatura medida usando um termopar, ligado atravs de um cabo e ficha com reteno (K1 e K2). IC2 responsvel pela medio da temperatura. Este integrado converte a tenso fornecida pelo termopar num valor absoluto de temperatura, lido pelo controlador atravs de P2.0, P2.1 e P2.2.As ligaes dos botes de presso S1 a S6 so muito simples. Estes so liga-dos directamente s entradas P1.2 a P1.7 do controlador. Lembre-se que es-tas entradas so tambm usadas du-rante a programao do controlador. Isto implica que no deve pressionar nenhum destes botes quando o con-trolador programado atravs de K5. A resistncia de pull-up R2 usada para manter as entradas a 5 V quando o circuito est em repouso.A ligao do LCD no especialmente complicada. Para alm do interface habitual existem tambm alguns con-densadores. Estes so usados pelo LCD para gerar as tenses adicionais necessrias para o mostrador.Os FETs T3, T4 e T5 excitam os LEDs usados para a retroiluminao. Neste caso, optou-se por uma ilumi-nao RGB, pelo que se pode atribuir qualquer cor que se queira luz de fundo do mostrador, variando os si-nais PWM aplicados a cada um dos trs FETs.

Que forno usar?Para alm da placa do controlador, precisa obviamente de um forno elc-trico para construir este projecto. essencial que este seja um forno com-pletamente analgico, com um ter-mstato e relgio mecnicos. Deve tambm ser capaz de atingir uma tem-peratura de 225 C, de preferncia um pouco mais.

tambm vantajoso que o volume in-terno do forno seja reduzido, uma vez que isso torna mais fcil a rpida su- bida de temperatura. Uma potncia de 1500 W deve ser suficiente. Na prtica vai descobrir que qualquer forno para pizas completamente analgico de 1,5 kW suficiente.Com esta nova verso do controlador j no necessrio fazer grandes mudanas no forno. Precisa apenas de montar o termopar no interior do forno, o que pode ser feito atravs de um pequeno furo de lado, ou num suporte no interior do forno. Deve garantir que o termopar fica galvanicamente isolado do forno.A segunda modificao feita no cabo de alimentao do forno. Este deve ser substitudo pelo cabo fornecido

com o kit de construo, que inclui uma ficha onde liga o controlador.

Construo e usoA construo do sistema (Figura 3) bastante simples, basta aparafusar os diversos componentes entre si e fazer algumas ligaes. As instrues completas so fornecidas com o kit de construo, que inclui ainda uma introduo ao funcionamento deste forno.

(060234-I)

Artigo original: Reflow Solder Controller December 2007

Internetwww.8052.com/visisp52/

Pasta de soldaPara alm de agrupar as pastas de solda em funo de terem ou no chumbo, tambm pos-svel uma outra classicao, conforme o tipo de uxo usado. O uxo pode ser quimicamente activo, o que obriga a limpar a placa aps o processo de soldadura para remover qualquer uxo que que na placa. Existem at alguns tipos de uxo que apresentam uma pequena condu-tividade. Esteja atento e tente evitar estes ltimos.

As melhores pastas so aquelas que tm escrito na embalagem No-Clean, isto , que no pre-cisam de limpeza posterior. Pode assim deixar o uxo que tiver escorrido na placa. Este no vai corroer a placa, nem o seu resduo condutor, no causando assim qualquer perturbao elc-trica na placa.

Outro aspecto a ter em ateno a dimenso dos gros de solda. Quanto mais pequenos forem, mais fcil se torna aplicar a pasta na placa com uma seringa. A regra : quanto menor, melhor.

FirmwareComo habitual nos projectos da Elektor, o rmware para o microcontrolador est disponvel gratuitamente no site da Elektor (060234-11.zip).

O compilador usado foi o compilador C SDCC gratuito.

Se quiser incorporar algumas ideias suas no rmware do controlador, precisa de um programa-dor e do compilador referido anteriormente.

O software preferido por ns para isto o VisISP-52. O programador associado (que pode ser encontrado no site da VisISP52) fcil de construir numa pequena placa para prottipos.

BakingOs componentes electrnicos podem absorver alguma humidade a partir do ar. Durante a sua operao normal isto irrelevante, mas no processo de soldadura por reuxo esta humidade pode causar alguns problemas.

Durante este processo, a temperatura dos componentes sobe acima do ponto de ebulio da gua. Nessa altura, a humidade absorvida pelo componente vaporiza, o que faz aumentar a presso no interior do mesmo, podendo inclusive levar a que este se quebre.

Sempre que os componentes tenham sido armazenados em ambientes hmidos, possvel re-mover a humidade acumulada aquecendo-os a aproximadamente 80 C durante vrias horas.

Isto to mais importante se for usada pasta de solda sem chumbo, uma vez que a presso do vapor aumenta com o quadrado da temperatura!

O controlador apresentado neste artigo tem uma funo especial que controla este processo de cozedura (baking).

26 elektor - 02/2008

INFORMAO

Dica 1: cozedura e secagemA probabilidade de um amador conseguir obter compo-nentes novos ainda nos seus encapsulamentos originais e selados em vcuo muito baixa, mesmo sendo optimista. O mais frequente serem usados componentes em segunda mo ou recuperados de outros circuitos. Mesmo com componentes adquiridos como novos, no h maneira de saber as suas condies de armazenamento antes de chegarem s nossas mos.Os componentes tendem a absorver a humidade do meio ambiente. Isto acontece em qualquer circunstncia, mesmo quando os componentes j esto montados e soldados no circuito. Ao soldar os componentes pelo mtodo conven-cional isto no representa normalmente um problema, uma vez que o calor aplicado apenas a um terminal de cada vez, e o dispositivo inteiro nunca sobreaquecido. Con-tudo, ao colocar os componentes num forno, e aquec-los a mais de 250 C, estes dispositivos podem ser destrudos pelo chamado efeito pipoca. A humidade quando sub-metida a temperaturas to altas transforma-se em vapor que irrompe de dentro do dispositivo, muito provavelmente quebrando o seu encapsulamento e destruindo o compo-nente de forma irreversvel.

O mesmo se aplica s prprias placas de circuito impres-so, que absorvem humidade durante o seu processo de produo (fresagem ou corroso). Ao serem aquecidas consideravelmente, por exemplo, no processo por reuxo, a humidade transforma-se em vapor e este irrompe habi- tualmente a partir das vias e buracos entre as vrias cama-das. Quando o vapor se liberta por buracos j preenchidos com solda derretida, cria bolhas nas juntas de soldadura (espaos vazios) e pior ainda, bolhas de solda espalhadas por toda a placa.A melhor forma de evitar estes efeitos devastadores consiste em simplesmente secar as placas e os componentes antes de serem montados e soldados. Este processo frequen-temente designado por cozedura (baking), e consiste em colocar as placas e componentes num forno especialmente desenhado para este m, a uma temperatura de 100-250 C durante pelo menos seis horas (ou mais). Assim, a humidade evapora sem causar quaisquer estragos aos componentes ou placa. Pode-se considerar que os componentes permanecem secos por cerca de 48 horas, pelo que o processo de secagem/cozedura deve ser feito no mximo 48 horas antes da soldadura por reuxo.As placas e os componentes esto desenhados para supor-tarem temperaturas elevadas, pelo que este processo no tem impacto no seu comportamento ou caractersticas. Contudo, este princpio nem sempre pode ser aplicado aos seus en-capsulamentos (tubos ou suportes) nos quais os componentes so armazenados. Por isso mesmo, certique-se que coze apenas componentes sem quaisquer partes plsticas anexas. A Figura 1 mostra cartes de medio do nvel de humi-dade utilizados nos encapsulamentos de armazenamento de FPGAs, cuja utilidade o leitor percebe agora claramente.No m do processo permita um arrefecimento natural (no forado) das peas. Como no conheo qualquer outro m-todo disponvel para uso domstico, a melhor forma para fazer a secagem/cozedura dos componentes parece ser mesmo o uso do forno para componentes SMD publicado pela Elektor. Esta funcionalidade no estava disponvel no forno original, mas a nova verso apresentada, tambm nesta revista, j considera este processo.

Tcnicas para soldadura por reuxoPara utilizar com o forno para componentes SMD Hagay Ben-Elie

A soldadura por reuxo mais do que simplesmente colocar os componentes na placa e ligar o forno para uma determinada hora. Os modernos dispositivos com encapsulamentos SMD e BGA requerem cuidados especiais e processos bem controlados. Os passos e dicas descritos neste artigo vo aumentar consideravelmente a sua taxa de sucesso na montagem destes projectos inovadores.

Figura 1. Faixas indicadoras

do nvel de humidade e sacos

anti-humidade devem fazer parte

do seu estojo de ferramentas para

componentes SMD.

2702/2008 - elektor

Dica 2: pasta de soldaAs pastas de solda so normalmente vendidas em grandes quantidades, uma vez que so destinadas ao uso industrial. As quantidades mnimas (frasco) so de 0,5 Kg, o que muito! O tempo de vida aps aberto normalmente de seis meses, e alcanado armazenando a pasta de solda no frigorco. Um frigorco de cozinha normal basta, mas o frasco deve ser ad

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elektor fevereiro 2008