Ionizador & Generador de Ozono, con material reciclado

Construcción de un Ionizador de aire y un Generador de ozono, utilizando materiales reciclados. A pesar de que respirar ozono en altas concentraciones puede llegar a ser tóxico, el ozono es uno de los remedios más eficaces para eliminar virus y bacterias. El ozono está formado por tres átomos de oxígeno, y es uno de los más potentes oxidantes que se conocen. El ozono es capaz de eliminar no sólo virus, sino también un amplísimo rango de otros microorganismos contaminantes presentes en el aire… y esto sin olvidar su eficacia para eliminar olores desagradables.

Generador de Ozono & Coronavirus

¿Qué es un Ionizador de aire?

Un ionizador de aire es un dispositivo que sirve para purificar el aire dentro de un entorno cerrado.

Los iones se producen al exponer las moléculas de aire a un voltaje muy alto. El  ionizador carga eléctricamente las moléculas del aire, creando iones negativos.

Ionización de partículas

Los iones negativos, debido a un proceso químico natural, se unen a partículas en el aire como polvo, bacterias o polen, lo que hace que se depositen en las superficies de la casa y no estén revoloteando en el aire. Al eliminar el polvo y el polen del ambiente, es muy útil para personas con alergias.

La diferencia entre un generador de ozono y un ionizador, es que el ozono se crea a partir de un pequeño arco eléctrico, y el ionizador sólo necesita el campo eléctrico.

Campo eléctrico

En cualquier caso, los ionizadores también generan una pequeña cantidad de ozono, y no solo iones negativos. Hay que tener cuidado, porque el ozono es un gas tóxico cuando se respira en altas concentraciones.

Generador de alta tensión

Al igual que el generador de ozono, el ionizador también necesita un generador de alta tensión. Podemos construir un generador de alta tensión con material reciclado, utilizando el balastro electrónico de una bombilla de gas (ahorradora) y un transformador de líneas de un televisor viejo (Flyback).

Generador de alta tensión, con un balastro y un transformador Flyback

Sólo tendremos que localizar el devanado primario del transformador (Flyback) y conectarlo en los dos extremos de las 4 conexiones de salida del balastro. Las dos conexiones centrales no se utilizan. Al conectar a la red eléctrica el balastro, ya obtendremos en el secundario del transformador la tensión necesaria (AT) para ionizar el aire, o generar ozono.

Esquema: Ionizador & Generador de Ozono

Difusor de iones

Para mezclar los iones con el aire, he utilizado una válvula OA3 y un trozo de malla mosquitera metálica. La válvula OA3 es un diodo estabilizador de tensión, el cuál incluye en su interior gas neón en lugar de vacío. El ánodo del diodo (placa) es el elemento más próximo al cristal, y es el que va conectado a uno de los polos del devanado secundario del transformador (devanado de alta tensión). El otro polo del devanado de alta tensión se conecta a la malla metálica exterior, la cuál envuelve el vidrio de la válvula OA3. Al estar ambos polos del devanado secundario ligeramente distantes, no se llegará a producir un arco, pero el campo eléctrico ioniza todo su entorno, tanto en el interior de la válvula como en las proximidades de la malla metálica. Así el gas neón del interior de la válvula se iluminará, y podremos saber que todo está funcionando.

Ionizador con válvula OA3

Para conseguir una buena distribución de los iones producidos en las proximidades de la válvula, el ionizador lo tendríamos que montar dentro de una caja, junto con un ventilador que hiciera circular el aire por encima de la malla metálica. También se deberían montar unos filtros de aire en la entrada del ventilador, con el fin de evitar la acumulación de partículas en la superficie del ionizador.

Generador de Ozono

El elemento reactor necesario para generar el ozono, esta construido con un trozo de plancha metálica (yo he utilizado cobre) y un trozo del mismo tamaño de rejilla mosquitera metálica. Ambos metales van conectados a cada uno de los terminales del devanado de alta tensión, y están separados por una fina capa de material aislante. El material aislante podría ser vidrio o cerámica, pero yo he utilizado dos capas de cinta auto adhesiva Kapton. Al estar ambos polos del devanado de alta tensión tan próximos, en la superficie de la rejilla metálica se formará una especie de plasma de color azulado.

Reactor del generador de ozono

Si miramos de cerca la rejilla, observaremos que ese color azulado está formado por una multitud de pequeños arcos eléctricos, que son los causantes de la descomposición de las moléculas de oxígeno y generación del ozono.

Generador de Ozono (funcionamiento)

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Generador de Ozono & Coronavirus

Construcción de un sencillo generador de ozono, capaz de purificar el aire y proteger el entorno frente a bacterias, virus y malos olores.
A pesar de que respirar ozono en altas concentraciones puede llegar a ser tóxico, el ozono es uno de los remedios más eficaces para eliminar virus y bacterias. El ozono está formado por tres átomos de oxígeno, y es uno de los más potentes oxidantes que se conocen. El ozono es capaz de eliminar no sólo virus, sino también un amplísimo rango de otros microorganismos contaminantes presentes en el aire… y esto sin olvidar su eficacia para eliminar olores desagradables.

¿Es tóxico el Ozono?

¿Cómo actúa el Ozono?

OzonoEl ozono oxida la pared celular de microorganismos, provocando su rotura y propiciando así que los constituyentes celulares salgan al exterior de la célula. Pero los daños producidos sobre los microorganismos no se limitan a la oxidación de su pared: el ozono también causa daños a los constituyentes de los ácidos nucléicos (ADN y ARN), que son de especial interés en el caso de la desactivación de todo tipo de virus. Así los microorganismos no serán capaces de desarrollar inmunidad al ozono, al contrario de cómo reaccionarían frente a otros compuestos. El ozono es eficaz en la eliminación de bacterias, virus, protozoos, nematodos, hongos, agregados celulares, esporas, quistes… incluso el virus del Ébola en el aire. Por otra parte, actúa a menor concentración y con menor tiempo de contacto que otros desinfectantes. El ozono no puede ser envasado como el cloro, pero está demostrado que  su poder desinfectante es al menos diez veces más potente.

Desinfectantes

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el ozono es el desinfectante más eficiente para todo tipo de microorganismos. Con concentraciones de ozono entre 0,1 y 0,2 mg/L. por min, se consigue desactivar el 99% de Rotavirus y Poliovirus, pertenecientes también al Grupo IV de los Coronavirus.

La OMS recomienda una concentración máxima de ozono en el aire, para el público en general, de 0,05 ppm (0,1 mg/m3)… teniendo en cuenta que existe un riesgo si se superasen valores de 1 mg/m3.

¿Cómo funciona un generador de ozono?

Cuando el oxígeno en el aire es sometido a un pulso de alta tensión, el doble enlace 0=0 de oxígeno se rompe, entregando dos átomos de oxígeno, las cuales se recombinan con otras de oxígeno.

Placa cerámica (Generador de Ozono)

Estas moléculas recombinadas contienen tres átomos de oxígeno en lugar de dos, y esto es lo que origina el ozono.

Generador de Ozono (funcionamiento)

Montaje del Generador de Ozono

El montaje de este generador de ozono es muy sencillo, porque sólo se necesita colocar un cable de alimentación y enchufarlo a la red eléctrica.

Kit: Generador de Ozono

Por comodidad de uso, es conveniente intercalar un interruptor en la entrada de alimentación. Por seguridad, se debería montar todo el circuito dentro de una caja aislante, y proteger su placa cerámica, encargada de generar las moléculas de Ozono, ya que es muy frágil y además está alimentada con una tensión alterna de 2,5 KV.

Generador de Ozono (Manual)

Caja impresa en 3D

La caja la he fabricado en PLA, a medida de este generador de ozono. Para la fijación de la tapa inferior, se necesitan 4 tornillos de rosca chapa.

Caja 3D

Los archivos que necesitas para imprimir esta caja, los puedes descargar desde el siguiente enlace:

Ozone generator to disinfect the air

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Reparación Vitrocerámica FAGOR 2IFT-22R

Reparación de una vitocerámica de marca FAGOR, modelo: 2IFT-22R. Esta vitrocerámica es doble, con dos calentadores resistivos y otros dos de inducción que han dejado de funcionar. El teclado de control (táctil) de los calentadores de inducción no responde, y así sólo es posible utilizar los otros dos calentadores resistivos.

Vitrocerámica 2IFT-22R por dentro

Síntomas de la avería

Esta avería no se produjo de inmediato, como suele suceder en la mayoría de los dispositivos electrónicos. Unos días antes de que dejaran de funcionar los dos calentadores de inducción, sus controles de encendido funcionaban de forma intermitente… algunas veces sí y otras no. También en algunas ocasiones y en medio de la cocción, se desconectaba la placa de inducción y luego era imposible volver a conectarla.

Reparación

Con el fin de poder utilizar la cocina mientras reparaba la avería, desmonté todo el circuito relacionado con la inducción: módulo de encendido (filtro de red), módulo de control principal, tarjeta controladora del teclado táctil y las dos bobinas inductoras. Después de comprobar que funcionaba la fuente de alimentación, incluida en el módulo de control principal, observé que la placa de control táctil estaba sin alimentación. Este problema es debido a que dicha placa se alimenta sólo cuando recibe una orden (nivel alto) proveniente del microprocesador de la placa principal. Esa orden es una tensión de 5V, la cuál polariza dos transistores de la placa del teclado, haciendo estos la función de interruptor y dejando sin alimentación al teclado cuando el microprocesador principal no funciona.

Medida del control de encendido

Para comprobar si el problema estaba en el módulo de control del teclado, eliminé la orden de encendido y conecté un puente con la entrada de +5V. Así el teclado ya respondía, pero comprobé que la tensión que estaba entregando el microprocesador era baja (3,63V), al igual que la tensión de +5. Este problema se suele dar por un exceso de rizado en la fuente de alimentación, provocado por un envejecimiento, a veces prematuro, de sus condensadores electrolíticos. Debido a la antigüedad de esta vitrocerámica (19 años), decidí desoldar y medir  todos los condensadores electrolíticos.

Medida ESR

Después de sustituir todos los condensadores electrolíticos que encontré en mal estado, midiendo su capacidad y Resistencia Serie Equivalente (ESR), todas las tensiones volvieron a su valor nominal y se solucionó la avería.

Condensadores defectuosos

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Reparar soldador T12-Q17

Reparación del soldador de calentamiento rápido, modelo T12-Q17. El soldador calienta a máxima temperatura, a pesar de que el regulador de temperatura actúa al mover su ajuste.

Soldador T12: Control de temperatura

Avería y solución

El soldador para electrónica T12-Q17 dispone de una conexión a tierra, la cuál conecta la toma de tierra del enchufe con el circuito de control del soldador (PCB).

Soldador T12: Toma de tierra

A pesar de que siempre he tenido la precaución de mantener desenchufados los equipos cuando los estoy reparando, cometí el error de no hacerlo en una ocasión, debido a un mal acceso con la toma de enchufe… y simplemente lo desconecté utilizando su interruptor. La mala suerte es que dicho interruptor sólo cortaba un polo de la red, y este coincidía con el neutro y no la fase. Al poner en contacto la punta del soldador con una pista del PCB, la cuál no estaba aislada de la red eléctrica, se produjo una derivación a tierra a través del soldador y saltó la protección diferencial del cuadro eléctrico. A partir de ese momento, el circuito de control de temperatura del soldador dejó de funcionar, manteniendo el soldador alimentado de forma permanente y al máximo.

PCB: T12

Por suerte, el transistor MOS-FET que controla la alimentación del soldador se puso en cortocircuito, y así protegió al resto del circuito de un exceso de tensión.

Sustitución MOS-FET

Sustituyendo el transistor AOD409, se solucionó la avería.

MOS-FET: AOD409

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Bloqueador de llamadas telefónicas

Construcción de un bloqueador de llamadas telefónicas. El decodificador de llamadas está basado en el circuito integrado HT9032, el cuál está diseñado para recibir las señales FSK, transmitidas según el protocolo Bellcore TR-NWT-000030 y especificaciones ITU-T V.23. El sistema de bloqueo de llamadas está construido con un Arduino UNO, junto con su shield LCD, el cuál incluye una botonera de control. Para almacenar la información de las llamadas entrantes y los números de teléfono que se deben bloquear, se utiliza un lector de tarjetas SD/MicroSD, especialmente diseñado para funcionar con Arduino.

Decodificador HT9032

El circuito integrado HT9032 está diseñado para identificar las llamadas telefónicas. La interfaz de señalización de datos debe cumplir con el estándar Bell 202, que se describe a continuación:

  • Sistema análogo, fase coherente, cambio de frecuencia
  • 1 lógico (marca) = 1200 + / 12 Hz
  • 0 lógico (espacio) = 2200 + / 22 Hz
  • Velocidad de transmisión = 1200 bps
  • Aplicación de datos = serial, binario, asíncrono

La interfaz debe estar dispuesta para permitir datos simples de transmisión, desde la central de telefonía hacia la CPE (Equipo de instalaciones del cliente), solo cuando CPE está en estado colgado. Los datos serán transmitidos en el período de silencio entre el primer y el segundo tono de la llamada, antes de que se establezca la comunicación de voz. El nivel de transmisión será -13.5 dBm. (+/-1 dB) y la atenuación máxima entre puntos de 20 dB. El receptor por lo tanto, debería tener una sensibilidad de aproximadamente de -34.5 dBm, para poder decodificar la información en el peor de los casos. El estándar ITU-T V.23 también utiliza la codificación FSK, sistema utilizado para transmitir datos a través de la red telefónica conmutada. Para el modo 2 del V.23, la velocidad de modulación y frecuencias características se detallan a continuación:

  • Sistema análogo, fase coherente, cambio de frecuencia
  • 1 lógico (marca) = 1300 Hz
  • 0 lógico (espacio) = 2100 Hz
  • Velocidad de transmisión = 1200 bps

Diagrama de estados: HT9032C

Dado que el filtro de paso de banda del circuito integrado HT9032 permite pasar la señal V.23,  el HT9032 también puede demodular señal V.23

Pinout: HT9032C

Detección de la llamada

Los datos de identificación de llamada se transmiten en el período de silencio, entre el primer y el segundo tono de llamada antes de establecer la comunicación de voz. El HT9032 primero debe detectar un tono válido, para luego realizar la demodulación FSK. El montaje típico a utilizar, sería rectificar primero la señal telefónica mediante un puente de diodos, y luego enviarla a una red de resistencias con el fin de atenuar el nivel de tensión entrante. Los valores de las resistencias y condensadores de desacoplo, deben elegirse para obtener un voltaje suficiente en el pin RDET1, el cuál espera recibir como mínimo 40 Vrms en la entrada de las línea cuando se reciba la señal del RING. Cuando se supera la tensión de disparo en RDET1, el transistor NMOS conducirá, descargando el condensador conectado al pin RTIME. Esto iniciará un encendido parcial, tan solo de las partes del circuito involucradas en el análisis de la señal de llamada, incluido el pin RDET2. Con el pin RDET2 habilitado, una porción de la señal alterna del RING (la que supere 1.2 V), se conducirá al circuito de análisis del RING. Una vez que se identifica la señal de llamada, el pin RDET se pondrá a nivel bajo.

Detección de llamada (HT9032C)

Normalmente, el pin PDWN y el pin RTIME controlan el modo de operación del HT9032. Cuando ambos pines están a nivel ALTO, el HT9032 quedará configurado en el modo apagado, consumiendo menos de 1uA. Cuando llega un RING válido, el pin RTIME se pondrá a nivel BAJO, y el chip quedará habilitado. Este es el modo de encendido parcial, consumiendo aproximadamente 1,9 mA. Una vez que el pin PDWN quede a nivel BAJO, el circuito quedará completamente encendido, y listo para recibir señal FSK. Durante este modo, el consumo de corriente aumentará a aproximadamente 3,2 mA. Después de recibir el mensaje FSK, se puede permitir que el pin PDWN regrese a VDD, y el circuito volverá al modo de apagado.

Identificador/Bloqueadro de llamadas (esquema)

Descargar el firmware

El firmware que necesitas para programar el ATMEGA328P (Arduino UNO),  los puedes descargar desde el siguiente enlace: Call_Ident.rar

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Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos, pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay. Hasta un 30% de descuento para PCBs especiales, con fabricación en 24 horas.

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Monitor FM-RDS v2

Construcción de un pequeño receptor de radio de FM con RDS, orientado al personal de mantenimiento de los centros emisores de radio. La idea es construir un pequeño receptor de radio que decodifique la información más relevante del RDS, para poder controlar el correcto funcionamiento de la información que se está transmitiendo por la subportadora RDS de cada transmisor.

PCB: SI4703Este receptor es la segunda versión, utilizando el módulo SI4703, en lugar del RDA5807M que monté anteriormente:

Monitor FM-RDS

Módulo receptor FM-RDS: SI4703

El módulo SI4703, incluye un completo receptor de radio en FM: sintonizador, demodulador FM, decodificador estéreo, decodificador RDS y un pequeño amplificador de audio estéreo de 150mW.

Módulo receptor FM-RDS: SI4703

 

Este módulo se alimenta con una tensión continua de 3,3V, la configuración y el control se realiza mediante el bus I2C y la toma de antena está acoplada al hilo común de los auriculares. De esta forma, el cable de los auriculares hace de antena.

Receptor FM-RDS con: SI4703

Este sencillo receptor de radio está basado en el módulo SI4703, de bajo coste y altas prestaciones. Este módulo incluye en su interior todo el receptor de radio, incluso el decodificador Estéreo, el decodificador RDS y un pequeño amplificador de audio. Para controlar este módulo, he utilizado el micro-controlador ATMEGA328P (Arduino).

Esquema: Radio LCD con SI4703

Descarga de ficheros

El firmware y librerías que necesitas para programar el ATMEGA328P,  los puedes descargar desde el siguiente enlace: Radio_SI4703.rar

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Monitor FM-RDS

Construcción de un pequeño receptor de radio de FM con RDS, orientado al personal de mantenimiento de los centros emisores de radio. Este receptor está basado en el módulo RDA5807M, de bajo coste y altas prestaciones. La idea es construir un pequeño receptor de radio que decodifique la información más relevante del RDS, para poder controlar el correcto funcionamiento de la información que se está transmitiendo por la subportadora RDS de cada transmisor.

COMIENZOS DEL SISTEMA RDS (Radio Data System)

A mediados de los ’70, varias organizaciones europeas estaban trabajando en el desarrollo de un sistema para la explotación de subportadoras de FM, lo que llevó en 1978 a la Unión Europea de Radiodifusión (UER) a la definición de un estándar para la identificación de estaciones y programas. El grupo de trabajo partió de la idea de desarrollar un sistema compatible con ARI, ampliando sus prestaciones, y se fijaron los siguientes objetivos:

  • La recepción debería ser fiable en un área grande, al menos como el área de cobertura del programa principal.
  • La velocidad de transmisión debería cubrir las necesidades de identificación del programa, y disponer de capacidad adicional para futuros desarrollos.
  • El formato de los mensajes debería ser flexible, permitiendo realizar algunos cambios a los radiodifusores para adaptarse a sus requerimientos.
  • El sistema tiene que ser capaz de permitir la recepción por medio de equipos de bajo costo.

En base a estos requisitos, en 1984 fueron publicadas las especificaciones del sistema RDS, descritas en el documento técnico 3244 de la EBU.

Logo RDS Standard IEC 62106

En Ginebra, el año 1993 se fundó el RDS Forum, con el fin de compartir las experiencias y necesidades de todos sus miembros y poder adaptar la norma según las necesidades de cada momento, manteniendo la compatibilidad con los receptores RDS más antiguos.

Standard IEC 62106: publicado en el año 2000, está basado en el anterior documento europeo CENELEC EN 50067:1998, que también realizó el RDS Forum; y partiendo del documento 3244 que desarrolló la EBU (European Broadcasting Union) el año 1984. El año 2009 se publicó la versión 2.0: IEC 62106 ed2.0.

ESTRUCTURA DEL RDS

La unidad de información mínima a transmitir por la subportadora RDS, es el Grupo. Cada grupo RDS está compuesto por 104 bits, de los cuales sólo 64 bits son de información útil (61,5%). Los 40 bits restantes de cada grupo (4×10 bits), contienen la información para sincronizar y detectar errores a nivel de bloque.

Estructura del RDS

El algoritmo empleado para la detección de errores, le permite corregir ráfagas de un máximo de 5 bits erróneos por bloque. Si partimos de una velocidad binaria baja (1187,5 bps), con el fin de consumir el mínimo posible de los recursos del transmisor de FM (3% aprox.), y además reducimos la tasa de datos útiles en un 61,5%, la tasa binaria útil del RDS se reduce a 730 bps. En realidad esta capacidad no es la efectiva, ya que dentro de cada grupo tendremos que ocupar 5 bits para indicar al receptor el tipo de grupo y su variante. Esta información es una especie de índice, y es necesaria para poder transmitir la información secuenciada en el tiempo y sin orden preestablecido; su función es equivalente al número de página del Teletexto en TV.

El sistema RDS transmite la información estructurada en paquetes de datos de 104 bits, conocidos con el nombre de: Grupo RDS. La cadencia de envío de cada grupo es de 87,5 mSeg aproximadamente, ya que la velocidad de transmisión de este sistema es de 1187,5 bps. Un grupo RDS está compuesto por 4 bloques de 26 bits, de los cuales 16 bits (2 Bytes) están destinados al envío de información y 10 bits para la sincronización y corrección de errores del propio bloque. De esta forma, los receptores reciben la información de sincronización en intervalos de 26 bits, cada 21,9 mSeg. A pesar de que la sincronización del RDS sea a nivel de bloque, la información sólo se valida después de haber recibido un grupo completo; desde el primer bit del bloque 1 (MSB) hasta el último bit (LSB) del bloque 4 de un mismo grupo recibido, y sin errores en ninguno de sus 4 bloques. Aunque existan errores en un solo bloque, si no se pueden corregir, se perderá la información de todo el grupo.

La finalidad principal del sistema RDS, es la de mantener la sintonía en los receptores de radio y facilitar información rápida (87,5 mSeg) de su disponibilidad para dar información de tráfico y del tipo de contenido que se emite: música, deportes, noticias, etc.; permitiendo la búsqueda rápida del receptor (Scan).

Detalles de un grupo RDS

Por este motivo, TODOS los grupos RDS transmiten una información con asignación fija, en sus primeros 27 bits de información de cada grupo. La asignación del contenido de los 37 bits restantes, dependerá del código y versión de grupo que se esté transmitiendo en cada momento; cuyo valor se transmite en los primeros 5 bits del bloque 2 de todos los grupos. A modo de resumen, estas son las características principales de la estructura del RDS (ver los detalles en la imagen anterior):

  • La información del primer bloque de todos los grupos, está destinada al envío del código PI (Programme Identification).
  • En los primeros 4 bits del segundo bloque se envía el código de grupo, necesario para extraer la información que se envía en los 37 bits de asignación variable de dicho grupo. Con 4 bits, se pueden codificar 16 códigos diferentes, normalmente expresados en formato decimal (0…15).

El quinto bit del segundo bloque, a continuación del bit LSB del código de grupo, indica la versión del grupo. El bit de la versión de grupo se expresa con una letra, A=0 / B=1. La única diferencia que existe entre un grupo del mismo código pero diferente versión (A/B), es que en la versión B se sustituye la información asociada al Bloque 3, por una repetición del Bloque 1 (PI); de manera que el código PI se transmitirá 2 veces en todos los grupos de tipo B (Bloques 1 y 3). La repetición del código PI, versión B, agiliza los tiempos de respuesta en los receptores cuando tienen que realizar cambios de frecuencia. Para facilitar la detección del contenido del Bloque 3 cuando se repite el PI (versión B), independizándolo del código ‘versión’ del Bloque 2, se utilizan dos códigos Offset diferentes C/C’ en el Bloque 3. Se utiliza el código C cuando el grupo es de versión A, y C’ cuando la versión es B. El bit TP (Traffic Programme identification) y los 5 bits del PTY (Programme Type code) también ocupan un lugar fijo, dentro del Bloque 2 de todos los grupos.

SINCRONIZACIÓN, DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

En la trama del RDS, de los 26 bits que contiene cada bloque, 10 bits están dedicados a sincronizar la trama y permitir a los receptores la detección y corrección de errores. La información de los 10 bits de cada bloque se compone de una palabra de control (Checkword) sumada en módulo 2 (XOR, suma sin acarreo) con una palabra Offset, fija y diferente en cada bloque. La palabra de control es el resultado de multiplicar los 16 bits de información del bloque, por el siguiente generador polinomial de 10 bits:

g(x) = x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x3 + 1

Checkword del RDS

La palabra de desplazamiento (Offset) A, B, C (ó C’) y D se suma a los Bloques 1, 2, 3 y 4 respectivamente. Esta palabra tiene un valor escogido para no ser interpretada como ráfaga de errores igual o menor de 5 bits. Esto se hace así, porque el corrector de errores sólo puede detectar una ráfaga de errores de 5 bits como máximo. Si existen más de 5 errores obtendremos una palabra síndrome, pero no la esperada. Al sumar una palabra Offset diferente con la palabra de control, es posible realizar un circuito reversible en los receptores y sincronizar a nivel de bloque.

TIPOS DE GRUPO RDS: CÓDIGO Y VERSIÓN

El sistema RDS puede transmitir 16 tipos de grupo (0···15) y con 2 versiones (A/B). En la estructura básica de todos los grupos, se define una zona de información con asignación fija y otra variable. La información fija es imprescindible para que los receptores puedan diferenciar un programa de otro (PI), pero esta información tiene que ser complementada con el resto de requisitos que se fijaron en la norma: identificar la emisora (PS), permitir un cambio de sintonía rápido (AF) y dar las órdenes de información de tráfico al receptor (TA). El grupo que contiene toda la información básica, necesaria para un receptor de radio con RDS, es el Grupo: 0.

Grupo RDS del tipo: 0A

Para el resto de los grupos, del 1 al 15, inicialmente la norma asignó algunas aplicaciones que raramente se utilizan ahora, por ejemplo el grupo 7 para el  Paging (Buscapersonas). A partir de la revisión del año 1998, el sistema quedó más abierto, ya que se definió el grupo 3A (ODA: Open Data Applications) para transmitir el código de cualquier aplicación, presente o futura, junto con el código del grupo que el radiodifusor utilice para enviar dicha información. De esta forma, el RDS Forum asigna un código para cada aplicación que los fabricantes le soliciten, y la hace pública junto con los formatos y tipo de información que dicha aplicación transmitirá. Así los receptores (especiales y dedicados) buscarán el código de su aplicación en el grupo 3A, leerán el código de grupo por el que se transmite su información, y podrán extraer los datos utilizando ese grupo. El resultado final, es que algunos grupos que anteriormente estaban asignados a una aplicación determinada y ahora sin uso, el radiodifusor los puede reasignar con la información del grupo 3A, para transmitir cualquier tipo de información ODA.

La norma mantiene la asignación fija de todos los grupos RDS que transmiten información destinada a receptores de radio, no pudiendo reasignarlos el radiodifusor para transmitir otro tipo de información. La información ODA se recibe en receptores especiales, no son receptores para escuchar el programa de radio.

PI (Programme Identification)

El código de identificación del programa (PI) está compuesto por 16 bits (2 Bytes) y se transmite en el Bloque 1 de todos los grupos RDS; repitiéndose en el Bloque 3 de todos los grupos versión B. El código PI no se muestra en la pantalla de los receptores, pero es imprescindible para el correcto funcionamiento del RDS, ya que los receptores asocian el PI con el programa. Si algún radiodifusor utilizara el mismo PI de otro programa, como los receptores de radio con RDS sintonizan la frecuencia que reciban con menor tasa de errores RDS y mismo PI, no diferenciarían los dos radiodifusores y cambiarían de frecuencia alternando dos contenidos diferentes.

Código PI del RDS

Los 16 bits del código PI se dividen en tres grupos:

1 – Código del país: 4 bits fijos y definidos en la norma. Como hay más países que número de códigos disponibles (15), los códigos tienen que repetirse en más de un país, pero separados estratégicamente para evitar las zonas de cobertura solapada entre ellos.

2 – Área de cobertura: 4 bits configurables, para que el radiodifusor transmita el código más acorde al ámbito de cobertura de su programa. Cuando un radiodifusor transmite por una cadena programación nacional con desconexiones, debería modificar el código de área cuando cambia el programa, con el fin de que los receptores puedan diferenciar sus contenidos. Cuando existen más de 12 regiones a diferenciar, como es el caso de España, el radiodifusor tiene que repetir los códigos de área, pero comprobando que no existe cobertura solapada entre regiones con un mismo código de área. Para seleccionar el modo de seguimiento RDS que debe realizar un receptor de radio, los equipos disponen de dos modos configurables por el usuario:

Regional ON (REG On): El receptor mantiene la sintonía del programa regional. Verifica los 16 bits del PI antes de realizar un cambio de frecuencia (AF).

Regional OFF (REG Off): El receptor mantiene la sintonía de la cadena de radio, pudiendo cambiar entre emisoras de la misma cadena que estén transmitiendo diferente programación. El receptor omite la verificación de los 4 bits asociados al área de cobertura, comprueba los 12 bits restantes del PI antes de realizar un cambio de frecuencia.

3 – Referencia del programa: 8 bits fijos y definidos por el organismo competente de cada país, para asociar un código único e irrepetible, con una cadena de radio: Radiodifusor + Red.  Por ejemplo, el radiodifusor RNE transmite en FM por 5 redes diferentes, y transmite el RDS utilizando los siguientes códigos de programa:

  • E# 11  RNE 1
  • E2 12  RNE-CLAS
  • E2 13  Radio 3
  • E# 14  RNE 4
  • E# 15  RNE 5

PS (Programme Service name)

Con el fin de que los oyentes no tengan que buscar las frecuencias por las que emiten los radiodifusores en cada localidad, el sistema RDS transmite una ‘etiqueta de texto’, de tamaño fijo y compuesta por 8 caracteres alfanuméricos: Programme Service name (PS). A diferencia del código PI, que no se muestra en los receptores, el PS es el ‘texto por defecto’ que aparece en los receptores de radio con RDS, pasando la frecuencia de sintonía a segundo plano. Sin embargo, el contenido del PS es algo irrelevante para el receptor, sólo es una etiqueta de texto que cada radiodifusor asocia con su programa (código PI para el receptor). Así los radiodifusores pueden transmitir los 8 caracteres que quieran, enviando de forma secuencial los 8 Bytes (64 bits) codificados con alguna de las tablas de caracteres del RDS. El sistema RDS dispone de 3 tablas de caracteres, la principal G0 y las tablas auxiliares G1 y G2.

Tabla de caracteres GO, para el RDS

La tabla GO incluye la mayoría de los caracteres utilizados por las diferentes lenguas de la zona EBU, sin embargo, no incluye los caracteres griegos ni árabes. Por defecto, los receptores de radio traducen los 8 Bytes del PS utilizando la tabla de caracteres G0. En caso de que el radiodifusor quisiera transmitir los caracteres de otra tabla (G1/G2) tendría que insertar un comando de control al inicio del PS, compuesto por 2 Bytes. De esta forma, el radiodifusor tendría que enviar 10 Bytes para transmitir los 8 caracteres del PS. La norma no permite codificar un PS utilizando más de una tabla, pero es posible secuenciar ‘N’ etiquetas PS y utilizar una tabla de caracteres diferente para cada uno de ellos. Esta opción, pensada para facilitar el cambio de tabla, es utilizada por muchos radiodifusores para transmitir información y publicidad utilizando el PS, haciendo caso omiso de los consejos de la norma. Aunque el sistema RDS disponga de medios más adecuados y eficientes para transmitir publicidad (Radio Texto), para los radiodifusores es más atractivo utilizar el PS; ya que todos los receptores de radio con RDS decodifican el PS, y además es lo primero que muestran en su pantalla.

¿Necesitas fabricar un PCB?

Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos, pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay. Hasta un 30% de descuento para PCBs especiales, con fabricación en 24 horas.

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Construcción del receptor FM-RDS

Este sencillo receptor de radio está basado en el módulo RDA5807M, de bajo coste y altas prestaciones. Este módulo incluye en su interior todo el receptor de radio, incluso el decodificador Estéreo, el decodificador RDS y un pequeño amplificador de audio. Para controlar este módulo, he utilizado el micro-controlador ATMEGA328P (Arduino).

Esquema: Radio LCD

Caja y mecanizado

Para montar este receptor de radio, he utilizado una caja de plástico estándar de 100 x 60 x 25mm. La tapa frontal la he mecanizado con la ayuda de la CNC, y la carátula y serigrafía está fabricada con PLA de color negro, con la ayuda de una impresora 3D. Los archivos se incluyen junto con la descarga del firmware.

Frontal de la Radio LCD

Descarga de ficheros

El firmware y librerías que necesitas para programar el ATMEGA328P, junto con los ficheros para mecanizar y fabricar la carátula 3D, los puedes descargar desde el siguiente enlace: Radio_LCD.rar

RECICLAR = AHORRO

Basura electrónica

El reciclaje tendríamos que considerarlo como una necesidad. La moda de usar y tirar nos está llevando a producir muchos residuos contaminantes, y sería conveniente reutilizar todos los componentes electrónicos de cualquier dispositivo que haya dejado de funcionar, antes de depositarlo en un punto limpio…. empezando por las bombillas. Por otra parte, el reciclaje nos podría aportar un gran ahorro económico. La conocida como “basura electrónica” no debe tirarse a los contenedores mezclados con el resto de residuos sólidos urbanos, ya sean residuos domésticos, comerciales o industriales. La “chatarra electrónica” cuando se gestiona incorrectamente provoca impactos medioambientales, agotamiento de materias primas, consumos mayores de energía y generación de contaminación.

 

Tubos fluorescentes

Ventajas del reciclado

  • Ahorro de recursos naturales: Muchos materiales se fabrican a partir de la madera de los árboles o el petróleo. La excesiva tala de árboles podría provocar la desertización del terreno, y el petróleo es un recurso muy limitado.
  • Ahorro de energía: Al reciclar se reduce el trabajo de extracción, transporte y elaboración de nuevas materias primas, evitando así el uso de la energía necesaria para fabricar de nuevo estos materiales.
  • Se genera menos CO2: El consumo de energía está directamente relacionado con la generación de CO2, causante principal de los gases de efecto invernadero.
  • Se reduce la contaminación del aire: Según indica la Organización Mundial de la Salud(OMS), la contaminación del aire produce un deterioro en la salud cardiovascular y respiratoria.

¿Necesitas fabricar un PCB?

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Recicla tus dispositivos electrónicos

En esta ocasión me encuentro con dos bombillas que han dejado de funcionar, ambas con casquillo E27,  una fluorescente y otra de tecnología LED. A diferencia de las clásicas bombillas de filamento,  las cuáles no tienen reparación, estás bombillas contienen electrónica en su interior, y como mínimo sería conveniente separar los materiales antes de depositarlos en el punto limpio. A pesar de que económicamente no merezca la pena dedicar mucho tiempo intentando reparar este tipo de bombillas, es muy gratificante reutilizar parte de sus componentes  como repuesto.

Avisador para Smartphone

Construcción de un sencillo avisador acústico/luminoso, para amplificar las llamadas y avisos de un teléfono móvil. Este circuito entrega en una clavija la tensión de red cada vez que suena el teléfono, y podría suministrar hasta un máximo de 10 amperios.

El escuchar las llamadas de un teléfono móvil,  es un problema muy común en las personas de avanzada edad. La presbiacusia, o pérdida de audición, ocurre en la mayoría de las personas al envejecer, aunque también sucede con personas más jóvenes, cuando están expuestas a sonidos demasiado fuertes durante mucho tiempo.

Deficiencia auditivaPara teléfonos fijos existen muchos avisadores de tipo comercial… timbres de potencia, avisadores luminosos para sordos, etc. Estos dispositivos normalmente van conectados a la roseta del propio teléfono, aunque antiguamente existían algunos dispositivos que utilizaban una bobina captadora con una ventosa, que se pegaba en las proximidades del timbre del teléfono. Es complicado hacer algo parecido y fiable para un teléfono móvil, porque hay mucha variedad de dispositivos, y además la tecnología va cambiando. Mi idea es buscar algo que sirva para cualquier teléfono móvil de última generación, y sin tener que conectar nada al teléfono.

Posibles opciones

Una forma sencilla de hacerlo, sería activando el vibrador del teléfono con las llamadas; y detectar esa vibración para activar un timbre o una luz auxiliar. Hice bastantes pruebas con diferentes sensores, y al final lo descarté por ser poco fiable. El sistema de vibración de algunos dispositivos es muy leve, y al aumentar la sensibilidad del circuito se producen falsos avisos debido a las vibraciones del propio entorno.

Sensores de vibración

Buscando un poco en el Play Store, encontré muchas aplicaciones que permiten encender la luz/linterna trasera del teléfono cuando reciben llamadas o mensajes en redes sociales… y además todo esto es configurable!

Alert Flash en PlayStore
Pensando en uno de los últimos montajes que realicé, y con el fin de aprovechar los circuitos impresos que ya tenía, decidí construir una base de carga para el teléfono móvil, en la que se incluye la detección del encendido de la luz/linterna del móvil.

Interruptor inteligente

Funcionamiento del avisador

Cada vez que se encienda la luz del móvil, el circuito suministrará una tensión de red con un consumo máximo de 10A. Así en esta salida se podría conectar un timbre de potencia, una luz, o cualquier cosa que se nos ocurra.

Esquema: Avisador para Smartphone

Además, este circuito dispone un LED indicador de estado, que nos permitirá saber si ha habido alguna llamada o notificación desde que dejamos el teléfono móvil apoyado en la base.

El archivo que necesitas para programar el ATtiny85, lo puedes descargar de forma gratuita desde el siguiente enlace: Alert_Mobile.rar

Caja impresa en 3D

La caja la he fabricado en PLA, a medida del teléfono Xiaomi Mi A1.

Caja 3D: Avisador para Smartphone

Los archivos que necesitas para imprimir esta caja,los puedes descargar desde el siguiente enlace:

Call signaling for Smartphone

¿Dónde fabricar el PCB?

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Transmisor experimental DCF77

Construcción de un sencillo transmisor de 77,5 KHz, para poder poner en hora los relojes DCF77 que no reciban correctamente la señal del transmisor de Alemania. DCF77 es una estación de radio situada en Alemania, que transmite en onda larga (LW). Comenzó a funcionar como una estación de frecuencia estándar el 1 de enero de 1959, y a partir de junio de 1973 se incorporó en la transmisión la información de la fecha y la hora. La señal DCF77 utiliza la codificación de cambio de amplitud para transmitir información de tiempo, codificada digitalmente al reducir la amplitud de la portadora hasta un 15% de su nivel nominal durante 0,1 o 0,2 segundos, al comienzo de cada segundo. Una reducción de 0,1 segundos indica un 0 binario; y una reducción de 0,2 segundos indica un 1 binario.

En hora con DCF77

Diseño de un transmisor DCF77

A pesar de la gran precisión en frecuencia y fase con la que se transmiten las señales DCF77 desde el transmisor de Alemania, los relojes de uso doméstico no comprueban la información que reciben con tanta precisión.

Modulación en amplitud y fase del transmisor DCF77

Un reloj DCF77 sólo necesita recibir una portadora de 77,5 KHz, con amplitud variable al ritmo de cada segundo y la codificación de tiempo adecuada. Si colocamos un pequeño transmisor de 77,5 KHz en las proximidades de un reloj DCF77, la portadora podría tener una deriva en frecuencia de +/-300 Hz, no incluir la modulación en fase, y aumentar la profundidad de modulación en amplitud hasta el 100%. Así es posible transmitir la información DCF77 con una modulación ASK.

Modulación ASK

Todo esto facilita mucho la construcción de un transmisor experimental, que nos permita actualizar la hora de los relojes DCF77 que no estén situados en un lugar favorable para recibir las señales horarias desde el transmisor de Alemania.

Cobertura DCF77

Otra ventaja de disponer de un pequeño transmisor DCF77, es que podríamos utilizar estos relojes en lugares en los que nunca podrían funcionar… en América, Asia, etc.

Transmisor DCF77

Desde hace años estoy utilizando pequeños transmisores para sincronizar relojes DCF77, pero los dos transmisores que tengo están diseñados con algunos componentes electrónicos que actualmente son difíciles de encontrar. Por ese motivo voy a construir un nuevo transmisor DCF77, barato y muy sencillo de construir. El nuevo transmisor está construido a partir del microprocesador ATmega328P, utilizado en las placas de desarrollo Arduino UNO.

Esquema: Transmisor DCF77

El transmisor se encarga de generar la frecuencia portadora (77,5 KHz) y controlar su modulación, interrumpiendo la señal de RF (ASK). Con el fin de facilitar el transporte y ubicación en el lugar más favorable al reloj o relojes a sincronizar, el transmisor es de baja potencia y está alimentado con una batería de Li-ion (3,7V).

Interface: USB-RS232
Interface: USB-RS232

La codificación DCF77 la genera una aplicación para PC, y la envía al transmisor mediante el hilo RTS de un puerto serie. Actualmente ningún PC dispone de un puerto serie (DB9), pero es muy fácil y barato conseguir un interface USB-RS232.

 

El archivo que necesitas para programar el ATmega328P, lo puedes descargar de forma gratuita desde el siguiente enlace: TX_DCF77.rar

Software de control DCF77

Con el fin de poder programar y controlar el reloj LED de esfera rotante, he creado una aplicación para Windows (DCF77.exe),  la cuál también incluye la funcionalidad de generar  las señales DCF77. El software DCF77.exe puede controlar de forma simultánea el reloj LED de esfera rotante y el transmisor DCF77.

El software DCF77.exe lo puedes descargar de forma gratuita y con seguridad desde el siguiente enlace:  Install_DCF77.rar

Caja para el transmisor

La caja se considera como un complemento de cualquier montaje electrónico, y además suele ser lo más laborioso de realizar, debido a su mecanizado. Actualmente es más fácil conseguir una caja a medida y mecanizada a buen precio, utilizando una impresora 3D.  El trabajo más laborioso es el realizar el diseño, pero una vez hecho, se pueden hacer todas las cajas que quieras sin la necesidad de perder más tiempo en realizar sus mecanizados.

Caja 3D: Transmisor DCF77

Los ficheros que necesitas para fabricar esta caja, los puedes descargar desde el siguiente enlace:

DCF77 experimental transmitter

¿Dónde fabricar el PCB?

Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos, pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay.

Logo: PCBWay

https://www.pcbway.es/

Ahora el servicio de montaje en PCBWay por $ 30, con envío GRATUITO mundial:
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PCB: TX_DCF77

Acceso a los GERBER de este PCB

PCB from PCBWay

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