Una de las tareas implícitas que tenemos en NeoTeo es, entre otras actividades, buscar de manera permanente componentes electrónicos novedosos, de fácil aplicación y que cumplan con tareas específicas útiles para nuestros desarrollos. No sólo estamos detrás de circuitos para armar. Mostrarte componentes y sus aplicaciones teóricas también puede ser útil para despertar tu interés y tu inteligencia descubriendo usos y aplicaciones interesantes. Hoy, por ejemplo, te mostramos un mini-joystick para desarrollos portátiles, unos transistores MOSFET inteligentes muy interesantes y un sensor de corriente por efecto Hall de última generación. La industria electrónica nos presenta cada día nuevos elementos para desplegar nuestra creatividad. Conozcámoslos.
EasyPoint: joystick para aplicaciones móviles
El concepto EasyPoint, de la compañía austriamicrosystems, consiste en un conjunto mecánico que da forma a un joystick miniatura totalmente libre de contactos y basado en la detección de movimientos de una pieza magnética. Un pulsador integrado para cumplir funciones de selección se suma al sistema de detección de movimientos que provee coordenadas X – Y mediante una salida de bus I2C. EasyPoint es ideal para aplicaciones HMI (Human Machine Interface), para pequeños desarrollos alimentados a batería y para todo tipo de dispositivos portátiles, como pueden ser reproductores de audio, teléfonos móviles, PDAs, GPSs, consolas de videojuegos y toda aplicación que requiera de un joystick pequeño. Descubre un poco más de la tecnología EasyPoint de la mano de Josef Janisch, Senior Product Marketing Manager especializado en aplicaciones HMI de austriamicrosystems.
Los módulos EasyPoint, tal como te adelantamos, son conjuntos mecánicos que poseen en su interior un chip (AS5011/AS5013) que incorpora cinco sensores de efecto Hall capaces de detectar desplazamientos laterales de 2mm, un convertidor ADC (Analog to Digital Converter) de alta resolución, un sistema de control de energía de funcionamiento y un sistema de procesamiento de la información generada que permite operar de manera apropiada a todo el sistema. Los registros obtenidos de las coordenadas X – Y que entrega el conjunto de sensores Hall son transmitidos al sistema Host (microcontrolador / microprocesador) vía bus I2C a una velocidad de hasta 3,4Mhz. La facilidad de uso de los módulos EasyPoint está ganando adeptos día a día y la compañía ha decidido abrir un espacio exclusivo para ser utilizado como blog donde la empresa publica las experiencias y los comentarios enviados por los experimentadores que se suman al concepto EasyPoint.
IntelliFET: MOSFET que se protege a sí mismo
Diodes Incorporated posee entre su línea de productos una gama de transistores MOSFET que se destacan, entre otras virtudes, por ser capaces de protegerse a sí mismos y, por supuesto, a la carga a la que están conectados. La necesidad de autoprotección que estos dispositivos presentan se hace casi necesaria y obligatoria, por ejemplo, en aplicaciones dentro de un automóvil. Las cosas más tremendas pueden llegar a suceder en la electrónica de un automóvil moderno, y los dispositivos desarrollados para este fin deben estar diseñados de modo tal que sean capaces de ser inmunes a la mayor cantidad de “sorpresas” que tiene el mundo automotriz. Inversión de polaridad de la batería, picos de tensión por conexión y desconexión de sistemas inductivos, ruidos inducidos en la línea de alimentación (transitorios), sobretensiones y bajas tensiones son sólo algunas de las peripecias que debe afrontar un MOSFET de potencia encargado de controlar un relé o un motor de corriente continua.
Cuando comenzaron a aplicarse los MOSFET en la electrónica de un automóvil, debían afrontar todos estos imprevistos incrementando la complejidad del circuito y, por supuesto, encareciendo el costo final. Por ejemplo, los primitivos sistemas de leva-lunas traían transistores tan sobredimensionados que podían llegar a mover motores enormes; y sin embargo, su tamaño obedecía a diseños protegidos, capaces de absorber las grandes calamidades que suceden en un sistema eléctrico. En la actualidad, la línea IntelliFET de Diodes Incorporated posee integrados en su interior a todos los elementos necesarios para una protección eficaz del transistor. De este modo, se reducen los costos de fabricación, los tamaños finales de los circuitos controladores y naturalmente los costos finales de la electrónica automotriz.
Los IntelliFET integran circuitos de protección contra descargas electrostáticas, sobre-corriente, sobre-tensión y exceso de temperatura. Cuando un IntelliFET detecta la presencia de cualquiera de estas condiciones (potencialmente catastróficas) es capaz de protegerse a sí mismo y a la carga conectada a él. La integración de estas características de protección mejora la fiabilidad general del sistema. La adición de funciones tales como indicadores de estado (Status) también ayuda a mejorar el rendimiento general, proporcionando una capacidad de diagnóstico que puede ayudar al aislamiento y la rectificación de errores dentro del sistema eléctrico de un vehículo. Estos MOSFET se utilizan de manera preferente como interruptores de “lado bajo” (Low Side), donde se conecta la carga con referencia a Tierra o GND. (Recuerda, la palabra “masa” no existe en electrónica).
ACS711: Sensor de corriente integrado
Al momento de definir el diseño de un sistema capaz de controlar y presentar en tiempo real el consumo energético de un dispositivo o de una aplicación específica, pensamos en la implementación de un amperímetro. Luego, viene a nuestra mente la disyuntiva para aplicar el método más apropiado capaz de sensar la corriente que circula por el circuito. El Shunt, el transformador de corriente, el toroide ranurado con el sensor de efecto Hall incrustado, la bobina de Rogowski y otros métodos alternativos comienzan a competir entre sí, en un abanico de opciones que nunca termina de convencernos. Calibraciones, ajustes mecánicos, linealidad, precisión y exactitud son algunos de los fantasmas que atentan contra la seguridad y convicción de un diseño óptimo.
La compañía Allegro Microsystems ofrece soluciones económicas y precisas para corriente alterna o continua con su sensor ACS711 que permite trabajos con tensiones menores a 100 V y facilita los diseños orientados a aplicaciones de nivel medio, como pueden ser sistemas de comunicaciones, electrodomésticos, dispositivos automotrices, entre una enorme variedad de aplicaciones. El encapsulado SOIC8 del circuito integrado nos permite una fácil implementación mecánica dentro de un circuito, con la lógica precisión que requiere un trabajo con componentes de montaje superficial. Las aplicaciones típicas incluyen la protección de circuitos, el monitoreo permanente de la corriente que circula por el circuito, control de motores, solenoides, etc.
El dispositivo consiste en un sensor lineal de efecto Hall con un hilo conductor de cobre situado en las proximidades del sistema de detección Hall e integrado dentro del mismo encapsulado. Al circular la corriente por este conductor de cobre, se genera un campo magnético que es detectado por el sensor Hall y se convierte en un voltaje proporcional a la corriente que circula por el mencionado conductor interno. La precisión del dispositivo está optimizada a través de la proximidad de la señal magnética generada con el transductor Hall. Esta distancia es invariable por encontrarse todo el conjunto en el mismo encapsulado, por lo que asegura resultados de alta precisión sin necesidad de calibraciones o ajustes físicos para lograr mediciones correctas.
La salida del dispositivo, por lo tanto, es una tensión proporcional al flujo de corriente entre los pines IP+ e IP- (desde los pines 1 y 2, hacia los pines 3 y 4). La resistencia interna de este camino conductor es de 1,2 miliOhm, proporcionando de este modo una interfaz de medida “no invasiva” al circuito aplicado y favoreciendo la posibilidad de un natural ahorro energético en aplicaciones que requieren esta cualidad. El ACS711 está optimizado para aplicaciones del lado bajo (Low Side), y la sección del conductor de cobre le permite al dispositivo trabajar hasta con un máximo de cinco veces la corriente nominal durante condiciones de picos de sobre-corriente. Tiene la posibilidad de trabajar tanto en DC como en AC; posee una escala de medición máxima de corriente de +- 12,5A y +-25A (según el modelo), una tensión de alimentación de 3V a 5V, lo que lo hace ideal para sistemas de monitoreo basados en microcontroladores; e incluye una salida indicadora de picos de máxima corriente de trabajo (FAULT).
