Antenas XBee

Hasta ahora la mayoría de los circuitos que se pueden armar con dispositivos de electrónica digital

se alimentan con una fuente de 5 volts.

Pero recientemente han salido al mercado dispositivos que su voltaje de alimentación es desde 2.7 hasta 3.3 volts, como son estas antenas.

El problema de comunicarnos con estos dispositivos parece surgir en la diferencia de potenciales a los cuales se alimentan.

Pero gracias a los diseñadores de circuitos TTL que especificaron que un nivel lógico 1 se determinaba con un voltaje mayor a 2.4 volts y un nivel lógico 0 se determinaba con un voltaje menor a 0.8 volts, veremos que ambos dispositivos cumplen con estas especificaciones.

Niveles Lógicos para las familias de circuitos TTL.

De la figura anterior vemos que ambos dispositivos cumplen con los niveles lógicos TTL, por lo que a ambos circuitos TTL de 5 volts y TTL de 3 volts, los podemos tratar como de la familia.

Pero como comunicarnos con un dispositivo de 3 volts desde un microprocesador o microcontrolador alimentado a 5 volts y viceversa?

Pero la duda continua, pero con lo escrito en párrafos anteriores se intuye que parte de la solución debe de ser un circuito TTL pero ¿cual y como?

La mayoría de las compuertas TTL manejan niveles de entrada y salida estándar, pero nuevamente gracias a los diseñadores de circuitos TTL que pensando en estos problemas de compatibilidad de niveles lógicos diseñaron circuitos a colector abierto!!! GRACIAS

Que hacen las compuertas a colector abierto?

Para entender que hacen estos circuitos usaremos un inversor TTL con colector abierto.

Inversor TTL con colector abierto.

De la figura se observa que el colector del transistor de salida de esta compuerta esta sin conectar, de ahí el nombre de colector abierto.

Si el voltaje de entrada al inversor es un nivel lógico 1, el inversor deberá mantener su salida a un nivel lógico cero, lo cual es posible ya que el emisor del transistor esta conectado a tierra o GND.

Pero si la entrada al inversor es un nivel lógico 0, el inversor intentará llevar su salida al nivel lógico que corresponde al que esta conectado el colector del transistor, pero no hay nada conectado como carga al colector, esto nos permite obtener como nivel de salida el nivel de voltaje que requiere nuestra aplicación, ya sea de 12 volts o 3 volts, lo único que necesitamos es conectarle una resistencia a la salida del inversor conectada a la

fuente de voltaje que queremos.

Inversor TTL con colector abierto utilizado para conectar 2 dispositivos TTL alimentados a diferentes voltajes.

En la figura anterior se muestra como se debe conectar un inversor TTL de 5 Volts con colector abierto para obtener a su salida niveles TTL de 3 Volts.

Dentro de la familia de componentes TTL existen inversores a colector abierto, como el 7405

y ademas buffers a colector abierto como el 7407.

Estos buffer nos permiten hacer el intercambio de niveles de voltaje sin necesidad de utilizar inversores, aunque

en algunos lugares es difícil encontrar este integrado, para solucionar nuestro problema podríamos utilizar dos inversores para obtener el buffer que requerimos.

Para obtener el voltaje de alimentación para las antenas XBee de 3 volts, es mejor utilizar un regulador del tipo LM317. Aunque las antenas funcionan bien desde los 2.7 hasta los 3.3 volts, es mejor mantener el voltaje hasta los 3 volts, ya que a mayores voltajes su consumo de corriente se incrementa.

Circuito para obtener los 3 volts a partir de la fuente de 5 volts

El diagrama anterior muestra que solo necesitamos dos resistencias de valor comercial y el regulador LM317 para poder alimentar la antena XBee.

OK! Ya logramos obtener una manera de conectar nuestros proyectos de 5 volts a una antena XBee o dispositivo de 3 volts.

Para poder comunicarnos con la antena XBee necesitamos comunicarnos desde la terminal TX del micro al terminal Din de la antena, y la terminal de Dout de la antena a la terminal RX del micro.

A esta conexión se la llama conexión mínima y se muestra en el siguiente diagrama.

Conexión mínima entre un microcontrolador o microprocesador y una antena XBee.

Ya logramos conectar la antena XBee a nuestro sistema a 5 volts, al menos en un diagrama, pero para poder comunicarnos con ella debemos montarla sobre una base que nos permita tener acceso a las terminales de interés.

Una opción es tomar un pedazo de cartón rígido y hacerle las perforaciones cada 2 mm, poner pines hembra y hacer otras perforaciones cada 2.54 mm (o paso 100) para poder poner pines macho, en la foto se muestra una de las primeras bases que realice para conectar una antena XBee.

Ahora debemos configurar ciertos parámetros de la antena, eso lo veremos en la siguiente pagina...