Dado que el PICAXE-18 tiene entradas analógicas, es fácil agregar una función sonora. También desarrollamos un circuito excitador de lámparas con interfaz a la línea, el cual además provee una fuente regulada de 5V para el circuito de control.
El diagrama completo del circuito se muestra en la figura 1, con el microcontrolador PICAXE-18 designado como IC1.
Hemos decidido limitar el número de salidas luminosas a 6. Esto reduce el costo de la interfaz de línea que describiremos más adelante.
Las salidas RB0 a RB5 del PICAXE-18 se usan para excitar la plaqueta de interfaz y sus luces conectadas. Los leds D1 a D6 también se conectan a estas salidas e indican que el circuito de control está funcionando.
La llave S2 se conecta a la entrada RA1 y se usa para seleccionar si la velocidad está en “auto” o está controlada por sonido. Se puede conectar una señal sonora externa a la entrada RA0, la cual se configura como entrada analógica.

Programa de Control
El comando let pins = %00000001 enciende el led D1 a través de la salida RB0. Recuerde que en binario, los números de los bits van de derecha a izquierda, 0 a 7. Como dijimos en la Parte 1, el símbolo de porcentaje le dice al compilador del PICAXE que el valor se expresa en binario.
La secuencia del programa de control es:
let pins = %00000001
pause 100
let pins = %00000010
pause 100
let pins %00000100
pause 100
let pins = %00001000
pause 100 etc.
Esta secuencia hace que el led encendido se “mueva” un lugar a la izquierda, se detenga durante 100 ms en cada etapa, y reaparezca a la derecha después que el sexto led se haya encendido y luego apagado.
Por lo tanto, las luces dan la apariencia de perseguir. Obviamente, es posible controlar más de una luz a la vez y variar la dirección y la velocidad como se requiera.

Un Poco de Matemáticas
No obstante, ocurre un problema cuando se ponen en cascada un número de secuencias en un PICAXE-18. La memoria es muy limitada y Ud. podría encontrar que una carga llega a fallar con una advertencia de “memoria excedida”. Por lo tanto, se necesita un sistema de persecución más inteligente.
Si examinamos el programa del Listado 1, veremos poca semejanza con el ejemplo anterior. En realidad, la única referencia a las patas de salida es la línea cerca del final: let pins = b9. En este caso, b9 es una variable expresada en decimal cuyo equivalente binario establece el diagrama de las luces presentadas. Por ejemplo, el número decimal 12 tiene el equivalente binario de 8 bits de %00001100, por lo que el comando let pins = 12 hará que se iluminen los leds D3 y D4 (controlados por los bits 2 y 3).
Avanzando la variable b9 en secuencias establecidas, es posible producir un número de diagramas de persecución a través de los 6 canales. Si quisiera modificar el sistema para sólo 4 canales, entonces se necesitan cambiar varias líneas, en particular el comando for b0 = 1 to 5 .

Velocidad de Persecución
La velocidad de persecución es muy crítica, y se se proveen 2 modos: “auto”, donde la velocidad cambia automáticamente, y “sonido”, donde la velocidad aumenta con la amplitud del sonido. Los modos se controlan mediante la llave S2: abierta para “auto”, cerrada para “sonido”.
La velocidad automática se determina mediante la variable b5, y cada vez que el programa se repite, habiendo pasado por toda la secuencia de persecución, b5 se reduce en un valor decimal de 40. El tiempo, durante el cual el programa mantiene las luces, está determinado por el comando pause b8. En este modo, b8 copia a b5, y en consecuencia la velocidad de persecución aumenta lentamente y eventualmente se reinicializa.
El circuito básico de interfaz sonora fue descripto en Saber Electrónica Nº 235 y está hecho para ser conectado a los terminales normales de parlantes o auriculares de un amplificador. El sistema no está hecho para ser conectado a un “nivel de línea de 100V” tal como se usa en algunos sistemas de parlantes de alta potencia. Si desea usar una entrada de micrófono en lugar de una conexión a terminales de parlantes, en la misma Saber Nº 235 se describió un circuito basado en 2 transistores.
La salida de nivel sonoro del potenciómetro VR1 de la figura 6 de la parte anterior de este artículo, publicado en Saber Electrónica Nº 235, se conecta a la pata RA0 del PICAXE-18. El nivel de la amplitud sonora se lee mediante el comando readadc 0, b7,que coloca el valor convertido en digital en la variable b7. El resultado luego se duplica y se resta de 200 para dar una lectura (b8) que cae a medida que aumenta el nivel sonoro. Por lo tanto, el comando pause b8 establece el tiempo de pausa de acuerdo con el nivel sonoro (sonido más alto, tiempo más corto).
Si no ingresa ningún sonido, entonces las luces se apagan completamente. Esto se logra con el comando if b7 < 10 then none, el cual hace que el programa salte a la rutina llamada none; la cual apaga las luces.
Interfaz de las Lámparas de 12V

La corriente disponible del PICAXE-18 sólo es adecuada para excitar leds. Si desea excitar lámparas más grandes, se requiere una interfaz. En la figura 2 se muestra un circuito adecuado para un solo canal de la interfaz. Un tipo adecuado de transistor para TR1 es un Darlington como el TIP121. Sin embargo, los MOSFETS son muy competitivos en precio en comparación con los bipolares e incluso requieren menos corriente que un transistor bipolar. Los tipos BUZ11 o BUZ11A son adecuados, aunque si desea hacer la interfaz entre el circuito del PICAXE-18 alimentado por 5V y las lámparas alimentadas por 12V, entonces los MOSFETS son esenciales. Son capaces de conmutar 12V aunque sus compuertas estén excitadas por niveles de tensión de entrada de 0V/5V. A diferencia de los transistores bipolares, no se requiere ningún resistor de limitación de corriente en serie con la compuerta.
Si la compuerta no está permanentemente conectada a una fuente de señal (por ej., el PICAXE-18), entonces se requiere un resistor pull-down de 1 Mohm para evitar que la compuerta “flote” y en consecuencia esté sujeta a captar electricidad estática dañina. Sin embargo, si la compuerta está permanentemente conectada al PICAXE-18, entonces este resistor es innecesario, pero no hará ningún daño si se lo deja conectado.
El diodo D1 se muestra en paralelo con la lámpara en caso de que la interfaz se use para excitar cargas inductivas tales como motores o relés. Si sólo se usa la interfaz con lámparas, entonces se puede omitir el diodo.

Interfaz de Lámparas Conectadas a la Línea
Las lámparas siguen siendo la forma más popular de crear efectos de Luces de Persecución y existe una amplia variedad de bulbos reflectores coloreados. La principal ventaja es que aunque cada lámpara esté caracterizada como de 220V 60W, la corriente requerida sólo será de 0,26A. En comparación, una lámpara de 12V 60W requiere 5A. En consecuencia, un sistema de 6 canales que funcione con 12V necesitaría 30A. Esta corriente es demasiado grande para ser viable, y por lo tanto la interfaz de 12V descripta antes es adecuada sólo para lámparas de potencias mucho más bajas. Un circuito de interfaz con la línea funciona con corrientes mucho menores.
El problema es que se debe tener cuidado con el riesgo de choque eléctrico con la línea.
El circuito de interfaz fue diseñado sobre una plaqueta de circuito impreso que también aloja la fuente de alimentación del PICAXE-18. Se usan optoaisladores para asegurar que la línea no se conecte al circuito del PICAXE-18. El principio de operación se muestra en la figura 3. La señal de baja tensión del PICAXE-18 se mantiene completamente separada de la línea mediante el optoaislador. Este aloja un led y un triac en una sola unidad. Dentro de los límites de tensión especificados por el fabricante (varios miles de voltios), no hay ningún riesgo de que la tensión de línea llegue al led.
Se puede usar cualquier tipo de optoaislador con triac, pero se recomienda el tipo de “cruce por cero”. Esto asegura que la sinusoide de la tensión de línea se conecta o se desconecta en el momento en que la tensión pasa por cero. Esto reduce mucho el riesgo de interferencia de radio u otros efectos indeseados al punto de que no se necesita ninguna precaución en este circuito.
Por lo tanto, los únicos restantes componentes que se requieren son 2 resistores y un triac de potencia.
Este último puede conmutar una alta corriente de línea y el tipo sugerido es de 8A. Sin embargo, esta corriente no debe pasar por las pistas de la plaqueta de circuito impreso, ya que el máximo es de aproximadamente 1A. Los triacs van provistos de láminas disipadoras aisladas, y en extensas pruebas se encontró que no se recalentaban en absoluto, por lo cual no se necesitan disipadores adicionales.
El circuito completo de la interfaz para 6 canales se muestra en la figura 4. Cada bloque terminal de salida (por ejemplo, TB2) provee la alimentación a cada lámpara. Por supuesto, es posible conectar varias lámparas a cada bloque para alimentar varios conjuntos de lámparas, con tal que no se exceda la corriente máxima del sistema. Esta depende de varios factores, pero se puede tomar un máximo de 1A por canal como guía útil.
Fuente de Alimentación

La interfaz de la figura 4 incluye una fuente de alimentación de 5V formada por el transformador T1, el puente rectificador REC1, el regulador de tensión IC7, y los capacitores C1 y C2. Esta fuente alimenta el circuito del PICAXE-18.
El transformador T1 es del tipo que se monta sobre circuito impreso, con una especificación de 1,5VA. Tiene 2 bobinados en paralelo, y cada uno es capaz de proveer 6V de alterna y 0,125A. Cuando se rectifica mediante REC1 y se alisa mediante C1, la tensión continua es de 7V (=6V x 1,41 - 1,4V). Los 1.4V representan la caída de tensión a través de los diodos del puente rectificador. La corriente de la fuente es de 180mA.
En la práctica, los pequeños transformadores tienen mala regulación, de modo que la tensión real puede ser casi el doble de la esperada sin carga, o sea cuando no entrega corriente.
El regulador de tensión IC7 provee una fuente exacta de 5V para el PICAXE-18. El capacitor C2 ayuda a eliminar cualquier pico que pueda estar presente en la fuente.
Las variaciones en la tensión rectificada alimentadas al regulador no afectan la tensión de salida, con tal que la tensión de entrada esté en o por encima de 7V de continua.
Construcción

Primero arme la plaqueta de circuito impreso del PICAXE-18. En la figura 5 se muestra la disposición de los componentes y los detalles de interconexión.
Comience soldando el zócalo dil de 18 patas, y luego inserte los componentes restantes como se muestra. Asegúrese de que los leds y el capacitor C1 se coloquen de la forma correcta. Se requiere el conector TB1 si el PIC debe programarse en el circuito.
Los terminales TP1 y TP2 se usan en caso de que el PIC necesite reinicialización. Dado que esto es probable que sea un requisito infrecuente, no conviene conectar una llave pulsadora, y se puede poner la hoja de un destornillador (o cualquier objeto metálico) entre las patas para reinicializar el PICAXE.
La plaqueta ahora es una unidad independiente en la cual sólo los leds proveen las luces de persecución, controladas por sonido junto con el amplificador de micrófono y/o la bomba de diodos que se trataron en la Parte 2 con relación al Vúmetro.
No obstante, si tenemos que usar esta plaqueta con la de interfaz de las lámparas conectadas a la tensión de línea, ponga 6 conductores de distintos colores y sóldelos a los mismos agujeros que los usados por los resistores R5 a R11 (o directamente a los alambres apropiados de los resistores, como se hizo en el prototipo). También ponga 2 conductores de colores para las conexiones de la fuente de alimentación.
Construcción de la Interfaz
de Línea

Esta construcción sólo debe ser llevada a cabo por aquéllos que tengan experiencia en circuitos alimentados por la línea.
En la figura 6 se ven los detalles de la distribución de los componentes y de las pistas. Comience el armado con los zócalos dil de 6 patas, y a continuación los resistores y el capacitor C2.
Es muy importante que los triacs, el regulador IC7 y el puente rectificador REC1 se inserten de la forma correcta. Luego ponga las tiras de terminales, asegurando que el acceso al cableado externo sea desde el borde de la plaqueta.
Como acto final, monte el transformador de línea sobre la plaqueta.
Sus patas deben estar cuidadosamente alineadas antes de insertarlas en su lugar y soldarlas.
Finalmente, inserte los optoaisladores (IC1 a IC6) en sus zócalos teniendo mucho cuidado de ponerlos de la forma correcta.
Asegúrese de revisar completamente el armado y las soldaduras antes de aplicar potencia.

Alojamiento y Opciones de Presentación
El prototipo fue alojado en cajas separadas para asegurar que todas las partes de baja tensión estuvieran completamente separadas de las partes relacionadas con la tensión de línea. Las 2 cajas se pueden atornillar para unirlas, o alternativamente la interfaz de línea se puede alojar como parte del sistema de iluminación conectado a la línea.
Si se lo usa solamente para una presentación con leds, entonces se debe elegir la caja con cuidado a fin de que se pueda emplear una presentación atractiva de leds, montados en la tapa de la caja. Note que un máximo de 2 leds se pueden conectar en serie, dado que cada led tiene una caída de tensión directa de 2V. Un máximo de 2 leds se pueden conectar en paralelo, y por lo tanto el número total de leds por canal es 4. Si se requieren más leds por canal, entonces se requiere la interfaz con MOSFETs.
El prototipo fue hecho para perseguir luces de línea y el conjunto de leds sobre la plaqueta se usó para indicar que el circuito funciona. La plaqueta fue montada en una caja transparente de manera que los leds se puedan ver, confirmando que el circuito de control está funcionando. La caja usada en el prototipo mide 12 x 6,5 x 4 cm.
Esta caja también aloja la plaqueta perforada del preamplificador de micrófono y la bomba de diodos.
Se hicieron agujeros para el potenciómetro de nivel sonoro VR1, la llave S2, el micrófono tipo electreto MIC1, y los cables para conectar a la interfaz de las lámparas de línea en una caja separada.

Alojamiento de la Interfaz de Línea
Se debe tener cuidado de que nada entre en contacto con la tensión de línea. En consecuencia, se requiere una caja de plástico de buena calidad para la interfaz de las lámparas.
Se requieren agujeros para las arandelas aislantes del cable de entrada de la línea y de los cables de salida a las lámparas; éstas también deben fijarse mediante arandelas aislantes de ajuste.
Haga un agujero para los cables de baja tensión requeridos entre el perseguidor y la interfaz. Dichos cables también deben usarse junto con una arandela aislante de ajuste.
Incluir una llave de encendido/apagado de la tensión de línea y un fusible montado sobre panel. El valor del fusible se debe elegir de acuerdo con la potencia de las lámparas utilizadas. Note que las arandelas aislantes adicionales, la llave y el portafusible requerirán el uso de una caja mayor que la usada en el prototipo, la cual mide 14,7 x 8,8 x 5,4 cm.
Fije firmemente la plaqueta a la base de la caja mediante soportes de plaqueta.Revise la exactitud del cableado y luego atornille la tapa de la caja antes de conectar la interfaz a la línea.
Prueba

Primero revise la unidad de persecución sola con una batería separada de 4,5V.
Con el PICAXE-18 programado ya insertado, enciéndala y verifique que los leds responden como se esperaba cuando la llave S2 está puesta en “auto”, y también cuando se aplica sonido por el método elegido y S2 está puesta en “sonido”.Los sonidos recibidos por el micrófono deben ocasionar una pequeña tensión variable aplicada a la pata RA0.
Los niveles de tensión variables deben hacer que las luces se enciendan y persigan como se trató anteriormente. Es esencial revisar la exactitud de la fuente de 5V de la unidad de interfaz antes de conectarla al perseguidor en lugar de la batería. Ud. debería obtener una lectura de 5V, pero podría estar entre 4,75 y 5,25V. Una lectura significativamente diferente es probable que indique que el regulador IC7 está insertado incorrectamente.
Finalmente, cuando las lámparas se conectan a la unidad de interfaz de línea, éstas deben copiar a los leds. Si es necesario encontrar alguna falla, asegúrese que la unidad esté desconectada de la línea cuando abra la caja.

Unidad de Iluminación
En el prototipo la unidad de iluminación de 6 lámparas provee una presentación espectacular, y se puede construir de madera pintada de negro como se muestra en la foto. No se ofrecen detalles de construcción.
Un piso falso permite que se escondan los cables. Si se requiere, la unidad de interfaz se puede alojar en el espacio entre el piso falso y la cara externa de la unidad.

Interfaz con MOSFETs
En la figura 7 vemos los detalles del armado de la plaqueta perforada de la interfaz con MOSFETs. A la derecha se muestra un segundo canal, ilustrando qué pistas se deben romper en la plaqueta. Esta disposición de componentes y roturas se puede repetir para el número requerido de canales.
Dado que el MOSFET se usa como una llave lógica, debe ser capaz de conmutar una corriente de hasta 1A sin disipador. Sin embargo, si por cualquier razón la lámpara no se ilumina completamente, esto podría deberse a que el MOSFET no conduce completamente, haciendo que se caliente mucho.
Si eso ocurre, desconecte la potencia inmediatamente y corrija la causa de la falla.