Módulo condicionador de sinal "SinCronos" (Rev. 1)

Esta é uma revisão menor ao projecto "SinCronos", anteriormente apresentado no post de 12 de Setembro. Comparando com versão original, é de notar algumas modificações ligeiras a nível do circuito, implementadas com o propósito de minimizar a susceptibilidade deste módulo a interferências de radiofrequência. Para uma melhor estabilidade mecânica da ligação à placa de ensaio, o conector do módulo tem agora cinco pinos, dois dos quais são redundantes.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 2,7V
– V _{d. máx.} = 5,5V
– V _{in máx.} = 53,03V_rms

Características eléctricas:
– I _d. (V _d. = 3,3V) = 3,32mA
– I _d. (V _d. = 5V) = 3,49mA
– P (V _d. = 3,3V) = 10,97mW
– P (V _d. = 5V) = 17,45mW

Características de operação:
– Impedância de entrada: 1MΩ/5pF
– Sensibilidade (V _d. = 3,3V, JP1: 1-2): 212,2mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 3,3V, JP1: Sem): 19,98mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 5V, JP1: 1-2): 318,5mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 5V, JP1: Sem): 27,19mV_pp
– Faixa de frequência: 0,07Hz-80MHz

O circuito não traz modificações de maior. A salientar, apenas quatro resistores estão contidos no anel de guarda, em contraste com os cinco do circuito original. Por conseguinte, as entradas do comparador ficam potencialmente mais isoladas face a eventuais interferências. O número total de resistores continua, no entanto, a ser o mesmo. Note que, nesta nova topologia, JP1 não está em série com resistor algum: em vez disso shunta directamente R8, que por sua vez está em série com R7.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 2,2µF 10V (0805);
C2 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 100V (0805);
C4/5 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Comparador TLV3501 (TLV3501AID);
J1 – Conector BNC Amphenol Connex 112404;
J2 – Conector header macho de 5 pinos;
JP1 – Conector header macho de 2 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 1MΩ±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 12KΩ±5% 1/4W (1206);
R3/4 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805);
R5 – Resistor de filme espesso 22MΩ±5% 1/4W (1206);
R6 – Resistor de filme espesso 100KΩ±5% 1/4W (1206);
R7 – Resistor de filme espesso 1,5MΩ±5% 1/4W (1206);
R8 – Resistor de filme espesso 22MΩ±5% 1/8W (0805).

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.4.0) e Gerber. Relativamente à encomenda da placa, recomendo novamente o OSH Park pelo motivo anteriormente expresso. Reforço também a necessidade de soldar os componentes SMD utilizando um ferro de soldar, em lugar do usual processo de refusão. Desta forma, evita-se a migração de solda para o anel de guarda, ou até mesmo a formação de pontes de solda.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/tm7x...0be1
Diagrama do circuito (Eagle 7.4.0 sch): http://app.box.com/s/8ujk...s7rc
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/1yrg...5ok8
Layout da placa (Eagle 7.4.0 brd): http://app.box.com/s/gtsi...kh0q
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/dv36...ckui
Notas do projecto: http://app.box.com/s/rq4m...q72f
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/bc9v...9hop
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/Zko36LRx

Gerador de relógio GR10M (Rev. 1)

Trata-se de uma revisão menor ao projecto GR10M, apresentado no post de 22 de Setembro. Como tal, esta nova versão não introduz muitas modificações. Alguns dos componentes foram substituídos, nomeadamente o oscilador de cristal que é agora de um tipo mais preciso, se bem que da mesma série. O layout da placa também foi melhorado.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 6,5V
– V _{d. máx.} = 14,95V
– Z _{L mín.} = 50Ω

Características eléctricas:
– I _d. (Z _L = 50Ω@1,65V) = 39,31mA
– P (V _d. = 7V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 275,2mW
– P (V _d. = 14V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 550,3mW

Características do sinal de saída:
– Frequência: 10MHz±0,1ppm
– Razão cíclica: 0,5±10%
– Jitter de fase (12-20000KHz): 1,35ps_rms
– Amplitude (Z _L = 50Ω@1,65V): 1,82V_pp
– Amplitude (Z _L > 100KΩ): 3,30V_pp

Das modificações introduzidas a nível do circuito, convém salientar a substituição do oscilador em IC1, que passa a ser do tipo AST3TQ-10.00MHz-1. Este oscilador é quase três vezes mais preciso do que o AST3TQ-10.00MHz-2 anteriormente usado. O condensador em C1 também foi substituído por um de menores dimensões. Os condensadores de desacoplamento C4 e C5, que estão em redor de IC2, foram realocados para uma filtragem mais eficaz do ruído na alimentação. Apesar destas modificações, o circuito opera do mesmo modo.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de electrólito sólido PLF1E220MCL7;
C2 – Condensador electrolítico de nióbio NOJA106M006 (NOJA106M006RWJ ou equiv.);
C3/5 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C4 – Condensador cerâmico multi-camada 1µF 10V (0805);
D1 – Díodo TVS SMF16A;
D2 – Díodo rectificador S1A;
D3 – Díodo Zener 1SMB5929BT3G;
D4 – LED WP1503CB-ID;
F1 – Fusível PPTC 1210L005;
IC1 – Regulador de tensão LM1117DT-3.3;
IC2 – Oscilador de cristal AST3TQ-10.00MHz-1 (AST3TQ-10.000MHz-1);
IC3 – Buffer de relógio CDCLVC1102 (CDCLVC1102PW);
IC4/5 – Círcuito de protecção TVS SP4020-01FTG;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector SMB Amphenol Connex 142146;
L1 – Conta de ferrite BLM21PG331SN1;
R1 – Resistor de filme espesso 82Ω±5% 1/8W (0805);
R2/3 – Resistor de filme espesso 4,7Ω±5% 1/8W (0805).

Novamente, o layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.3.0) e Gerber. Como anteriormente, e por motivos semelhantes, recomendo que a encomenda da placa seja feita através do OSH Park. Relativamente à sua montagem, aplicam-se os mesmos cuidados: a soldadura dos componentes SMD deve ser feita por refusão com ar quente, sendo que os restantes componentes são soldados com ferro de soldar.

A caixa a usar é a Hammond 1455D601, a mesma que foi recomendada para o projecto original. Contudo, a furação dos painéis é ligeiramente diferente, pelo que deverá seguir o novo guia de furação.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/h86j...ibs7
Diagrama do circuito (Eagle 7.3.0 sch): http://app.box.com/s/s34d...10ib
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/9h48...nc2q
Layout da placa (Eagle 7.3.0 brd): http://app.box.com/s/f86f...lqg9
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/owlb...5pxa
Guia de furação da caixa: http://app.box.com/s/xdbc...p6pn
Notas do projecto: http://app.box.com/s/z487...0ngx
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/urbx...6us2
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/LbLGvYdF

Díodos rectificadores SMD

No post de 24 de Fevereiro de 2013 falei sobre díodos rectificadores. Contudo apenas fiz menção de díodos com terminais axiais para montagem por orifício: os chamados through-hole. Em jeito de adenda, hoje falo sobre díodos rectificadores de montagem superficial, ou SMD (acrónimo de Surface Mount Device).

Fundamentalmente, estes díodos operam do mesmo modo que os seus equivalentes through-hole. Todavia, são diferentes dos anteriores pelo tipo de encapsulamento que apresentam, o qual normalmente é SMA, SMB ou SMC. Tais encapsulamentos são próprios para montagem planar permitindo, ao mesmo tempo, alguma dissipação de calor. À semelhança dos restantes díodos, o cátodo é identificado com uma banda.

A tabela seguinte lista alguns díodos rectificadores SMD, de uso genérico, ordenados conforme a sua corrente média e tensão inversa nominais.

	50V	100V	200V	400V	600V	800V	1000V	1200V
1A	S1A	S1B	S1D	S1G	S1J	S1K	S1M	–
2A	S2A	S2B	S2D	S2G	S2J	S2K	S2M	–
3A	S3A	S3B	S3D	S3G	S3J	S3K	S3M	S3N
5A	S5A	S5B	S5D	S5G	S5J	S5K	S5M	–

Bloguetrónica no Twitter

O Bloguetrónica tem uma nova página oficial no Twitter. Pode agora acompanhar o blogue e seguir as últimas novidades em http://twitter.com/bloguetronica.

Encerramento da página no Facebook

Criei o Bloguetrónica no sentido de partilhar informação e de ajudar, mas também porque acredito na liberdade de expressão e de pensamento. Acontece que o Facebook é uma rede social invasiva da privacidade individual e, por conseguinte, também vai contra a liberdade de expressão dos seus utilizadores. Por outras palavras, o Facebook não é mais do que uma manobra de engenharia social com o fim de recolher dados pessoais.

Assim sendo, ontem optei por eliminar a página do Bloguetrónica no Facebook. Este blogue não mais terá a sua presença assinalada em tal rede social a nível oficial, nem fará qualquer tipo de menção à mesma. Considero que o Bloguetrónica não deve defender, nem sequer promover, os princípios subjacentes à rede social acima mencionada: os mesmos princípios que promovem uma verdadeira contra-cultura, desprovida de valores humanos e sociais e ditada apenas por necessidades empresariais e mercantis.

Módulo condicionador de sinal "SinCronos"

Este é um módulo experimental que desenvolvi como conceito para aplicações de medição de frequência. O SinCronos converte um sinal periódico com amplitude e forma aleatórias num sinal de onda quadrada com a mesma frequência. A entrada do módulo admite sinais analógicos com tensão até 53V_rms. A saída, do tipo CMOS, pode ser ligada directamente a um circuito digital (como por exemplo, a uma entrada de um micro-controlador). Desta forma, é possível medir a frequência do sinal original pela contagem do número de flancos ascendentes ou descendentes no sinal de saída do módulo.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 2,7V
– V _{d. máx.} = 5,5V
– V _{in máx.} = 53,03V_rms

Características eléctricas:
– I _d. (V _d. = 3,3V) = 3,32mA
– I _d. (V _d. = 5V) = 3,49mA
– P (V _d. = 3,3V) = 10,97mW
– P (V _d. = 5V) = 17,45mW

Características de operação:
– Impedância de entrada: 1MΩ/5pF
– Sensibilidade (V _d. = 3,3V, JP1: 1-2): 193,1mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 3,3V, JP1: Sem): 20,93mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 5V, JP1: 1-2): 289,5mV_pp
– Sensibilidade (V _d. = 5V, JP1: Sem): 28,62mV_pp
– Faixa de frequência: 0,07Hz-80MHz

Baseado no TLV3501 da Texas Instruments, o circuito consiste essencialmente num comparador inversor com histerese (ou seja, com realimentação positiva). O sinal de entrada é acoplado em AC através do condensador C3, servindo R1 para definir a impedância de entrada e R2 para limitar a corrente na entrada inversora do comparador IC1. A realimentação positiva do comparador faz-se por via dos resistores R6 e R7 e, opcionalmente, por R8 e JP1. Com JP1 shuntado, R8 fica em paralelo com R7, o que faz com que a tensão de histerese aumente. Desta forma, é possível configurar a sensibilidade do circuito entre dois valores.

É de salientar que as entradas do comparador não estão referenciadas à massa: em alternativa é utilizada uma tensão de referência cujo valor corresponde a metade da tensão de alimentação. Tal tensão é fornecida pelo divisor resistivo constituído por R3 e R4, sendo que os condensadores C4 e C5 providenciam desacoplamento local. Para além de servir de referência, esta tensão também serve para polarizar um anel de guarda, que por sua vez isola as entradas do comparador de eventual ruído circundante.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 2,2µF 10V (0805);
C2 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C3 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 100V (0805);
C4/5 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Comparador TLV3501 (TLV3501AID);
J1 – Conector BNC Amphenol Connex 112404;
J2 – Conector header macho de 3 pinos;
JP1 – Conector header macho de 2 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 1MΩ±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 12KΩ±5% 1/4W (1206);
R3/4 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805);
R5/7 – Resistor de filme espesso 22MΩ±5% 1/4W (1206);
R6 – Resistor de filme espesso 100KΩ±5% 1/4W (1206);
R8 – Resistor de filme espesso 1,8MΩ±5% 1/4W (1206).

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.3.0) e Gerber. Novamente recomendo o OSH Park, uma vez que este layout requer furação de 0,5mm para as vias. A soldadura dos componentes SMD deve ser feita com ferro de soldar ao invés do usual processo de refusão com ar quente, pois a pasta de solda pode facilmente espalhar-se para o anel de guarda. Todos os componentes podem ser facilmente soldados recorrendo a um ferro de soldar de pontas substituíveis e com regulação de temperatura.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/izv9...zuka
Diagrama do circuito (Eagle 7.3.0 sch): http://app.box.com/s/qcmy...0p6c
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/1gh7...43rg
Layout da placa (Eagle 7.3.0 brd): http://app.box.com/s/5bkr...uont
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/7sdh...xknx
Notas do projecto: http://app.box.com/s/g9iv...vnhl
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/sj1l...4n6b
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/RmouYzas

Gerador de relógio GR10M

O GR10M é um gerador de sinal de relógio a 10MHz, criado especificamente para ser utilizado como base de tempo de referência. Oferecendo uma precisão de 0,28ppm, é cerca de cem vezes mais preciso do que um vulgar oscilador de cristal. Em adição, é bastante insensível a variações de temperatura. Estas características tornam o GR10M ideal para aferir frequencímetros e outros equipamentos baseados em tempo.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 6,5V
– V _{d. máx.} = 14,95V
– Z _{L mín.} = 50Ω

Características eléctricas:
– I _d. (Z _L = 50Ω@1,65V) = 39,31mA
– P (V _d. = 7V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 275,2mW
– P (V _d. = 14V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 550,3mW

Características do sinal de saída:
– Frequência: 10MHz±0,28ppm
– Razão cíclica: 0,5±10%
– Jitter de fase (12-20000KHz): 1,35ps_rms
– Amplitude (Z _L = 50Ω@1,65V): 1,82V_pp
– Amplitude (Z _L > 100KΩ): 3,30V_pp

O elemento fulcral do circuito é um oscilador TCXO da Abracom: o AST3TQ-10.00MHz-2. Trata-se de um oscilador de cristal com compensação de temperatura, que apresenta uma precisão de 0,28ppm entre -40 e 85°C. Tal oscilador (IC2) fornece o sinal de relógio a um buffer (IC3) que vai duplicar o sinal para as duas saídas. Para esta última função foi escolhido o integrado CDCLVC1102 da Texas Instruments, por ter características de jitter adequadas à aplicação.

Dada a aplicação laboratorial do GR10M, foram implementadas diversas protecções contra sobre-tensões, inversões de polaridade e corrente excessiva na alimentação. A montante do regulador IC1, o fusível F1 corta a alimentação em caso de curto-circuito ou corrente excessiva, também protegendo contra sobre-tensões a par com o díodo Zener D3. A protecção contra polaridade inversa é feita numa primeira fase pelo mesmo fusível em conjunção com D1, mas é garantida principalmente pelo díodo rectificador D2. Neste aspecto, D1 fornece apenas uma protecção adicional.

Também foram implementadas medidas de protecção contra descargas electrostáticas e picos de tensão, tanto na alimentação como nas saídas. Na alimentação, é o díodo D1 que tem a função primária de proteger contra descargas electrostáticas e transientes rápidos. Por se tratar de um díodo TVS, D1 tem uma resposta muito mais rápida do que D3 em caso de subida abrupta na tensão de alimentação. Porém, é D3 que suporta o grosso da corrente caso a sobre-tensão se mantenha. Quanto às saídas, estas estão individualmente protegidas por IC4 e IC5, dois circuitos de protecção TVS que não são mais do que matrizes de díodos.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de electrólito sólido 25SEP22M;
C2 – Condensador electrolítico de nióbio NOJA106M006 (NOJA106M006RWJ ou equiv.);
C3/5 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C4 – Condensador cerâmico multi-camada 1µF 10V (0805);
D1 – Díodo TVS SMF16A;
D2 – Díodo rectificador S1A;
D3 – Díodo Zener 1SMB5929BT3G;
D4 – LED WP1503CB-ID;
F1 – Fusível PPTC 1210L005;
IC1 – Regulador de tensão LM1117DT-3.3;
IC2 – Oscilador de cristal AST3TQ-10.00MHz-2 (AST3TQ-10.000MHz-2);
IC3 – Buffer de relógio CDCLVC1102 (CDCLVC1102PW);
IC4/5 – Círcuito de protecção TVS SP4020-01FTG;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector SMB Amphenol Connex 142146;
L1 – Conta de ferrite BLM21PG331SN1;
R1 – Resistor de filme espesso 82Ω±5% 1/8W (0805);
R2/3 – Resistor de filme espesso 4,7Ω±5% 1/8W (0805).

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.2.0) e Gerber. Este layout em particular requer um serviço de fabrico que suporte furos a partir de 0,5mm, e nesse sentido recomendo o OSH Park. Relativamente à soldadura dos componentes SMD, esta deve ser feita por refusão com ar quente. Os restantes componentes podem ser soldados com um ferro de soldar com regulação de temperatura ou de potência.

A caixa a usar neste projecto é a Hammond 1455D601. É uma caixa maioritariamente em alumínio anodizado, e existe disponível em várias cores. A placa foi dimensionada de acordo com suas especificações. Os painéis frontal e traseiro devem ser furados em consonância com o guia de furação.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/w4eo...id5k
Diagrama do circuito (Eagle 7.2.0 sch): http://app.box.com/s/9wev...a5zd
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/y2xf...wn1j
Layout da placa (Eagle 7.2.0 brd): http://app.box.com/s/tcmw...mgwc
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/jnej...ekjt
Guia de furação da caixa: http://app.box.com/s/czi0...q6s7
Notas do projecto: http://app.box.com/s/9vwb...jtd5
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/94l0...0idv
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/0CGoHz4h

Acoplamento capacitivo CSMB2u2

Tratando-se de um acoplamento capacitivo, o CSMB2u2 é um dispositivo que permite a passagem da componente AC de um dado sinal, bloqueando a sua componente DC. Por conseguinte, serve para acoplar linhas com diferentes tensões de polarização. Uma vez que tem conectores SMB macho e fêmea, o CSMB2u2 pode ser acrescentado a uma interligação existente do mesmo tipo sem adicionar mais cabos ou adaptadores.

O circuito não poderia ser mais simples. O elemento principal é um condensador de 2,2µF, o qual serve para fazer o acoplamento em AC. O condensador fica assim em série, no caminho do sinal, entre os conectores J1 e J2.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 2,2µF 10V (0805);
J1 – Conector SMB Amphenol Connex 142142;
J2 – Conector SMB Amphenol Connex 142146.

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.3.0) e Gerber. A placa em si não requer processos de fabrico especiais, dado que as suas especificações estão dentro das possibilidades de qualquer fabricante de PCBs. A soldadura dos componentes pode ser feita com um ferro de soldar de pontas substituíveis e com regulação de temperatura ou de potência, dispensando-se desta forma a aplicação de ar quente.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/l2g0...q2u9
Diagrama do circuito (Eagle 7.3.0 sch): http://app.box.com/s/mw9s...vlut
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/ra84...u23m
Layout da placa (Eagle 7.3.0 brd): http://app.box.com/s/lywj...1hjc
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/5esi...0hfe
Notas do projecto: http://app.box.com/s/z2aa...xsp0
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/e4lf...j0cp
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/8lcrgrAS

Microscópio USB Andonstar V1

O Andonstar V1 é um microscópio USB de uso genérico. Funciona de modo semelhante a qualquer outra câmara USB, com a diferença de que o seu sistema óptico permite focar objectos que estejam muito perto. Para além disso, vem com iluminação LED integrada em torno da objectiva. O suporte opcional é totalmente ajustável e providencia a estabilidade necessária para inspeccionar placas de circuito impresso, sendo mesmo imprescindível neste tipo de trabalho.

A ampliação oferecida pelo Andonstar V1 é mais do que suficiente para detectar problemas como pontes de solda ou pistas defeituosas. No entanto, a distância focal é algo reduzida, sendo tanto menor quanto maior for a ampliação usada. Ainda assim, é possível ter uma boa qualidade de imagem com a ampliação quase no máximo. A resolução de 2MP (1600 por 1200) é um bónus quando se trata de fotografar objectos fixos. Contudo fica uma ressalva: a taxa de refrescamento fica demasiado baixa nesta resolução.

Em suma, trata-se de um microscópio bastante bom tendo em conta o preço (que ronda os 55€ com o suporte incluído, ou os 40€ sem o suporte, no eBay). Alguns aspectos técnicos poderiam ser melhorados, designadamente, a taxa de refrescamento que é um factor limitante nas resoluções mais altas. Não obstante, o Andonstar V1 adequa-se muito bem à função.

Links:
Andonstar: http://www.andonstar.com/

Bibliotecas Eagle adicionais

Encontram-se disponíveis bibliotecas adicionais para o Eagle no repositório de ficheiros. Para aceder à directoria respectiva, vá a http://app.box.com/s/z31pa5xpdcqf77vwf8o7.

Módulo Si7021

Hoje apresento um pequeno módulo baseado no integrado Si7021, um sensor de temperatura e humidade da Silicon Labs. Sendo compatível com qualquer placa de ensaio, este modulo torna possível a prototipagem de circuitos com o referido sensor. Em adição, a correspondência entre os pinos do módulo e os pinos do integrado é directa.

O circuito é extremamente simples. IC1, o sensor de temperatura e humidade, é o elemento central deste módulo. Por sua vez, C1 é um condensador de desacoplamento que serve para filtrar o ruído na alimentação. Convêm sublinhar que, apesar de o integrado comunicar por I²C, este módulo não inclui quaisquer resistores de pull-up, pelo que será sempre necessário adicioná-los externamente.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
IC1 – Sensor de temperatura e humidade Si7021 (Si7021-A10-GM1);
J1/2 – Conector header macho de 3 pinos.

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.2.0) e Gerber. Quanto à montagem dos componentes, embora a Silicon Labs não recomende a soldadura deste sensor por refusão com ar quente, este método pode ser utilizado desde que o ar seja aplicado na face inferior da placa (estando o sensor posicionado na face superior). Nunca aplique o ar quente directamente ou na proximidade do sensor, sob pena de danificar o mesmo.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/z8c4...25r2
Diagrama do circuito (Eagle 7.2.0 sch): http://app.box.com/s/wwyy...qowr
Layout da placa (Eagle 7.2.0 brd): http://app.box.com/s/5w1y...2uxz
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/lzel...5pg3
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/qfww...kqd6
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/w25c...hdv7
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/7vhM7yyC

Circuito regulador de tensão CRT3350

O CR3350 é um circuito regulador de tensão concebido para alimentar circuitos em placa de ensaio. Compacto e eficiente, é capaz de fornecer 3,3V e 5V em simultâneo, podendo ser alimentado com qualquer tensão entre 8 e 18V. Adicionalmente, as tensões de saída podem ser definidas de forma independente para cada barramento da placa de ensaio. Por conseguinte, este circuito regulador ajusta-se à generalidade das situações que envolvem prototipagem de circuitos digitais.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 7,14V
– V _{d. máx.} = 18,64V
– I _{L max. (3,3V)} = 1A
– I _{L max. (5,0V)} = 1A

Características eléctricas:
– I _d. (V _d. = 8V, I _L. = 0A) = 33,23mA
– I _d. (V _d. = 18V, I _L. = 0A) = 20,32mA
– P (V _d. = 8V, I _L = 0A) = 265,8mW
– P (V _d. = 18V, I _L = 0A) = 365,8W

O circuito é bastante simples. A regulação das tensões é feita por dois reguladores comutados da Recom: um módulo R-783.3-1.0 para a tensão de 3,3V e um módulo R-785.5-1.0, da mesma série, para os 5V. Todavia, apesar dos reguladores serem comutados, o circuito envolvente não é diferente do que se vê com um típico regulador linear. Assim sendo, convém apenas assinalar a presença de C1, C2 e C3, que são condensadores de desacoplamento cuja função é filtrar o ruído à entrada e à saída dos reguladores.

As medidas de protecção empregues também não são novas. O díodo D1 salvaguarda todo o circuito em caso de polaridade invertida na alimentação. Por sua vez, D2 e D4 protegem os respectivos reguladores contra inversões de corrente. Em último lugar, os díodos D6 e D7 impedem a propagação de picos de tensão originados por cargas indutivas.

Lista de componentes:
C1 – Condensador electrolítico 220µF 25V;
C2 – Condensador electrolítico 10µF 6,3V;
C3 – Condensador electrolítico 10µF 10V;
D1 – Díodo rectificador 1N5400;
D2/4 – Díodo rectificador 1N4001;
D3 – LED laranja;
D5 – LED vermelho;
D6/7 – Díodo de comutação rápida 1N4150;
IC1 – Regulador de tensão R-783.3-1.0;
IC1 – Regulador de tensão R-785.0-1.0;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector header macho de 2 pinos;
JP1/2 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de carvão 82Ω±5% 1/8W;
R2 – Resistor de carvão 180Ω±5% 1/8W.

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.2.0) e Gerber. Relativamente à montagem do projecto, não são necessárias ferramentas especiais, bastando para tal um simples ferro de soldar de 25W e um par de chaves de bocas ou de lunetas.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/tq9u...3jkp
Diagrama do circuito (Eagle 7.2.0 sch): http://app.box.com/s/0evj...fafu
Layout da placa (Eagle 7.2.0 brd): http://app.box.com/s/0i58...sgp2
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/sfjq...2fdo
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/h106...86yg
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/ef4g...ezqn
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/k0jwMa6w

Programa de teste para a placa de desenvolvimento "PICop II"

Em linha com o tema do post anterior, hoje apresento um programa com finalidade semelhante para a placa PICop II. Essencialmente, este programa testa o funcionamento dos dois circuitos osciladores e a detecção da tensão de host (V_bus) no conector USB. Aparte algumas similaridades quanto ao funcionamento, o novo programa é bastante mais complexo do que o anterior, pois recorre a interrupções para que se possa verificar a acção simultânea das bases de tempo.

Carregado o programa, a PICop II gera dois sinais de onda quadrada: um com frequência de 10Hz no pino RC7 e outro com frequência de 4Hz no pino RC6. Como anteriormente, é possível confirmar a existência destes sinais utilizando LEDs. Se no entanto preferir utilizar um osciloscópio, deverá obter duas formas de onda equivalentes às da imagem seguinte (a captura foi feita em modo de disparo alternado para uma melhor leitura das frequências):

É de salientar que, na realidade, os sinais em RC7 e RC6 não são síncronos, pois derivam de bases de tempo distintas. O sinal em RC7 deriva da base de tempo principal do micro-controlador, fornecida pelo cristal X1. Por seu turno, o sinal em RC6 é gerado pelas interrupções provenientes do Timer1 (um temporizador periférico, interno ao PIC18F4550), sendo a base de tempo deste último dada por X2. Contudo, é importante referir que ambos os sinais dependem sempre de X1 e do seu circuito oscilador, pois sem a base de tempo principal o micro-controlador simplesmente não irá correr o programa.

Surgindo a necessidade de despiste, ou apenas como teste adicional, é possível confirmar o funcionamento de X1 utilizando um osciloscópio. A fim de não interferir na oscilação do cristal, a medição da mesma deve ser feita aos terminais do condensador C4, sendo que a ponta de prova deve estar equipada com uma mola de contacto à massa. Deverá visualizar uma onda sinusoidal com uma frequência de 20MHz, de acordo com a seguinte imagem:

O funcionamento do cristal X2 pode ser confirmado de modo semelhante. Para tal, deve fazer a medição aos terminais do condensador C6. Tratando-se de uma medição de um sinal de baixa frequência, a ponta de prova não precisa de mola de contacto à massa, podendo esta ser feita através do usual crocodilo. Deverá observar uma onda sinusoidal com frequência próxima de 32,768KHz, conforme é mostrado na imagem abaixo:

Como no caso do programa anterior, a detecção de V_bus faz-se no momento em que a placa é ligada a um host. Dada tal condição, a tensão no pino RC7 apresenta-se constante e com valor positivo enquanto for detectado V_bus. Caso tenha um LED ligado ao pino anterior, verá que este agora permanece aceso em vez de piscar. Contudo, pode ser desejável desabilitar a detecção de V_bus, o que é especialmente útil quando a PICop II está a ser alimentada por USB (pino "V_dd" ligado ao pino "V_bus"). Sendo assim, basta ligar o pino RB7 à massa.

Mais uma vez, o programa está disponível em C e em hexadecimal. O código C deve ser compilado previamente com o compilador XC8 da Microchip. Por outro lado, o ficheiro hexadecimal pode ser carregado para o micro-controlador sem necessidade de compilar.

Links importantes:
Programa em C: http://app.box.com/s/usn3...y02g
Ficheiro hexadecimal: http://app.box.com/s/78vp...me1o

Programa de teste para a placa de desenvolvimento "PICop"

Este programa de teste serve para validar o funcionamento da placa PICop. Não pretendendo ser um programa de demonstração, apenas são testadas algumas valências básicas, nomeadamente o circuito oscilador e a detecção da tensão de host (V_bus) no conector USB. Convém sublinhar que este programa não faz uso do módulo USB do micro-controlador, nem habilita as suas funções.

Uma vez carregado o programa, a PICop gera um sinal de onda quadrada com uma frequência de 10Hz (50ms/50ms) no pino RC7. A presença desse sinal pode ser confirmada visualmente utilizando um LED (com o respectivo cátodo ligado directamente à massa e o ânodo ligado ao referido pino por intermédio de um resistor de 180Ω). Se a placa estiver a funcionar correctamente, o LED fica então a piscar com uma cadência muito rápida. No caso de preferir utilizar um osciloscópio, deverá visualizar uma forma de onda semelhante à da seguinte imagem:

O funcionamento do cristal integrado na placa também pode ser verificado com um osciloscópio. Assim sendo, a medição deve ser feita aos terminais do condensador C3, utilizando para o efeito uma ponta de prova equipada com mola de contacto à massa. Não aconselho a medição noutros pontos do circuito de realimentação do cristal, dado que tal pode inibir a oscilação. Deverá observar uma onda sinusoidal com uma frequência de 20MHz, conforme ilustrado na imagem abaixo:

A detecção de V_bus faz-se assim que a PICop é ligada a um host. Nessa circunstância, enquanto a tensão proveniente do host for detectada, a tensão no pino RC7 assume um valor constante e positivo, correspondente a um valor lógico alto. Caso esteja a usar um LED (ligado da forma indicada anteriormente), verá que o mesmo agora permanece aceso, sem piscar. É de salientar que, como o módulo USB do PIC18F2450 não está habilitado, não se espera qualquer enumeração do lado do host.

O programa está disponível em C e em hexadecimal. O código C deve ser compilado previamente com o XC8, um compilador da Microchip para o MPLAB X. Em alternativa, pode programar o micro-controlador utilizando um dos ficheiros hexadecimais aqui fornecidos. É importante referir que o último ficheiro habilita a função MCLR do micro-controlador (bit MCLRE a um), pelo que não irá funcionar com a versão original da placa.

Links importantes:
Programa em C: http://app.box.com/s/tq0k...4wim
Ficheiro hexadecimal: http://app.box.com/s/i4pr...ppu4
Ficheiro hexadecimal alternativo (MCLRE): http://app.box.com/s/rsci...bmh4