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Italian radio ham KF5KDP in orbit in the ISS

VolareL'atronauta italiano Luca Parmitano KF5KDP, è partito martedì 28 maggio alle 20:31 UTC dal Cosmodromo di Baikonur verso la Stazione Spaziale Internazionale con la Soyuz TMA-09M, dopo un breve inseguimento di cinque ore e 39 minuti, secondo le nuove modalità di attracco che non costringono più gli astronauti a restare prigionieri nella Soyuz per due giorni: Hha attraccato la la ISS e si è ricongiunto con l'equipaggio della ISS che era in attesa dell'arrivo dei nuovi astronauti.

La missione di Parmitano ha il nome "Volare" ed ha in previsione tre uscite all'esterno della Stazione Spaziale per esperimenti inerenti alla missione stessa.

Nelle foto si possono vedere il simbolo della missione e Parmitano con la tuta che indosserà nelle tre uscite all'esterno della ISS.

The Italian astronaut Luca Parmitano KF5KDP, started Tuesday May 28 at 20:31 UTC from Baikonur Cosmodrome to the International Space Station with the Soyuz TMA-09M, after a short chase of five hours and 39 minutes, according to the new docking mode that do not force more astronauts to remain prisoners in the Soyuz for two days: He has docked to the ISS and was reunited with the crew of the ISS that was awaiting the arrival of the new astronauts.

The mission of Parmitano has the name "Volare" and has three exits in anticipation outside the Space Station for experiments related to the mission itself.

In the pictures you can see the symbol of the mission and Parmitano with the suit he will wear in three outings outside of the ISS.
 
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Interfaccia isolatrice RS232 - TTL alloggiata in un DB9 PDF Stampa
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di Maurizio Malaspina (IW6DFW) Indirizzo e-mail protetto dal bots spam , deve abilitare Javascript per vederlo
Costruisci questo semplice circuito che ti permetterà di collegare, mantenendo galvanicamente isolate, due qualsiasi apparecchiature, l’una con interfaccia RS232 standard e l’altra con a bordo una porta seriale TTL compatibile.
L’esigenza di connettere due apparati comunicanti serialmente è spesso affiancata da quella di mantenerli elettricamente isolati, evitando così flussi di corrente indesiderata derivanti dalla connessione di punti a potenziale differente, che potrebbero danneggiarne i circuiti elettronici. Tale necessità è molto sentita dai progettisti di sistemi micro controllati, che spesso di trovano a debuggare il funzionamento a run-time delle applicazioni sviluppate su schede alimentate direttamente dalla tensione di rete (senza alcun trasformatore che separi la sezione di alimentazione a bassa tensione da quella ad alta tensione) proprio tramite la porta seriale del proprio personal computer. L’interfaccia presentata in questo articolo, oltre a risolvere tale problematica, è caratterizzata dall’essere alloggiata direttamente dentro un package DB9 plastico, peculiarità che la rende facilmente portatile. Un reale valore aggiunto per chi abbia la necessità di effettuare interventi tecnici on-site.

Il circuito

Il progetto, il cui schema elettrico è visibile in figura 1, si basa su una recente ed innovativa tecnologia prodotta dalla Analog Devices, racchiusa all’interno del chip ADuM5241, contrassegnato nello schema dalla label U1, un “Dual-channel Isolators with isoPower Integrated DC-to-DC Converter, 50mW.
Figura 1: Schema elettrico dell’interfaccia
Osservando lo schema a blocchi dell’integrato rappresentato in figura 2, si distinguono le seguenti parti:
Pin di alimentazione del circuito VDD (1) e GND (4)
Uno stadio DC-DC converter con uscita sul pin VISO (8) con tensione di uscita compresa tra 4.5 e 5.5V che, grazie al trasformatore integrato, permette di ottenere tra i pin VDD (8) ed GNDISO (5) una tensione continua regolata e riferita alla massa isolata da quella di alimentazione dell’integrato GND (4)
Due stadi digitali che permettono la propagazione dei segnali di ricetrasmissione seriale tra le due sezioni isolate, avvalendosi di trasformatori diffusi on-chip, encoders per gli stadi d’ingresso e decoders per quelli di uscita
Figura 2: Schema a blocchi dell’IC ADuM5241
Nello schema è presente anche l’integrato ADM101E, con label U2, il quale permette di effettuare la traslazione dei livelli di segnale da [0,+5]V al range simmetrico di tensioni [-5,+5]V per ottenere la compatibilità con lo standard RS-232. L’integrato si avvale del processo costruttivo epitassiale BiCMOS per limitare i consumi a soli 3mW, risultando quindi un candidato ideale per essere alimentato dall’uscita dello stadio DC-DC converter di U1.
Il progetto é stato concretizzato mediante lo sbroglio di un particolare PCB realizzato dal Sig. Franco Carisdeo impiegando componenti SMD (Surface Mounting Device) e scontornando il circuito in modo tale da alloggiarlo all’interno di un package DB9 plastico per connettori seriali.
Si porta all’evidenza che questa applicazione è finalizzata alle trasmissioni seriali che fanno uso solo dei 2 fili tx ed rx (oltre al riferimento di massa), non essendo previsto l’impiego dei segnali di sincronismo previsti dallo standard USART esteso.
In definitiva il connettore CN2, un DB9 femmina nel cui package plastico sarà contenuta tutta la circuiteria, dovrà essere collegato all’apparato dotato di porta seriale RS-232 (ad esempio un PC), mentre lo stadio di uscita del circuito, andrà collegato ad un cavo a 4 conduttori, terminato dal connettore CN1 che sarà scelto dipendentemente dall’applicazione embedded con la quale si stabilirà il collegamento fisico.
L’alimentazione dell’interfaccia (pin 1 di U1) potrà essere prelevata direttamente dalla scheda embedded connessa, qualora non ne venga perturbato il funzionamento, oppure da una sorgente esterna isolata dalla rete il cui riferimento di massa sia connesso in comune con il segnale GND (pin 4 di U1).
 
Realizzazione del prototipo

In figura 3 é visibile il circuito stampato double-layers completo di serigrafia utilizzabile come piano di montaggio dei componenti smd. Il prototipo è stato realizzato con una fresa CNC. Chi fosse interessato alla realizzazione può prelevare i files CAD dal sito.


Figura 3: Piani di montaggio, lato TOP in alto , BOTTOM al centro e dettaglio forature in basso

E’ interessante notare la tecnica costruttiva con cui il PCB, sfruttando i due livelli di metallizzazione, possa essere direttamente saldato al connettore DB9 femmina. I collegamenti filari dovranno essere effettuati fissando direttamente i cavi nelle apposite piazzole. Si ribadisce che i componenti utilizzati sono tutti a montaggio superficiale e di bassa potenza. Nel momento in cui la scheda venga realizzata in casa, è necessario ricordarsi di sostituire ai 4 fori passanti metallizzati di diametro 0,7mm altrettanti spezzoni di un conduttore caratterizzato da un’appropriata sezione, saldato da entrambi i lati top e bottom dello stampato, onde assicurare la continuità delle piste tra i due layers. Si consiglia di procedere saldando prima i circuiti integrati e successivamente i condensatori, per terminare con il connettore DB9 femmina ed infine i cablaggi.
Segue l’elenco componenti e la legenda relativa ai segnali:

Legenda segnali
P1
Tx external TTL board (to PC Rx)
P2
Rx external TTL board (to PC Tx)
P3
External board power supply +5V
P4
External board ground reference
Elenco componenti
C1…C5
100nF SMD 0603 16v -20% ÷ +80%
U1
ADuM5241
U2
ADM101E
CN1
Custom connector (or 4 wires)
CN2
Serial DB9 connector female (+ plastic package)

Il circuito montato dovrà essere alloggiato all’interno di un package per DB9 completamente plastico. Si noti che il connettore dal lato scheda embedded TTL non può essere standardizzato, poiché dipende dal quello montato sull’hardware, può essere quindi utile prevedere un connettore a vite a 4 vie, così da poter sostituire agevolmente la terminazione del cavo adattandosi di volta in volta alle mutevoli necessità.
Le foto del prototipo montato, lato top e bottom, sono visibili rispettivamente nelle figure 4 e 5, mentre la realizzazione completa è mostrata in figura 6.

Figura 4: Prototipo montato lato TOP



Figura 5: Prototipo montato lato BOTTOM




Figura 6: Realizzazione completa

Conclusioni

Grazie alle più avanzate tecnologie disponibili a prezzi trascurabili, attualmente è possibile realizzare circuiti che garantiscono l’isolamento galvanico di linee di comunicazione digitali, anche ad alto baud rate, senza dover penalizzare l’ingombro delle realizzazioni. Di fronte a queste possibilità offerte dalla tecnica moderna l’hobbysta non ha più nulla da invidiare alla maggior parte dei processi produttivi industriali.

Bibliografia e riferimenti

[1] Datasheet ADM101E e ADuM5241

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