DOCUMENTACIÓN PARA LA FABRICACIÓN DE LA PLATAFORMA GUADALBOT

I.E.S VIRGEN DE LAS NIEVES

Placa Base

Página 2. Descripción Página 8. Esquema eléctrico Página 9. Lista de materiales Página 10. Cara Top: Trazado de pistas y serigrafía de fabricación Página 11. Cara Bottom: Trazado de pistas y serigrafía de fabricación

1 mayo de 2011

Descripción La realizaremos según las secciones que podemos ver en el esquemático. ALIMENTACIÓN Se resuelve con un regulador 7806 de 1.5 A con encapsulado TO220 dotado de un disipador de calor de 20ºC/W. Obtenemos las dos tensiones de alimentación necesarias inicialmente: VCCM como alimentación para motores y VCC como alimentación para la electrónica. Está previsto que si necesitamos cambiar la tensión de alimentación de los motores podamos hacerlo desde otra fuente, tal y como vemos en la sección SELECCIÓN ALIMENTACIÓN MOTORES, donde, mediante un jumper de 3 pines se permite seleccionar el valor de VM (tensión de alimentación para motores) entre VCCM (alimentación del circuito o interior) y el de una fuente exterior. MICROCONTROLADOR Esta sección se dota de oscilador HS de 20 MHz, botón de reset y circuiteria necesaria para el funcionamiento base del micro. CONECTORES EXPANSIÓN Para llevar todos los pines del PIC18F4550, salvo OSC y USB, a las placas de expansión de esta placa base, como pueden ser: placa de prácticas básicas, placa de prototipos, placa de interconexión entre las plataformas GuadalBot y MoniBot, o cualquier otra que podamos diseñar. En la placa base se trata simplemente de dos tiras de pines hembra dispuestas en paralelo con las patillas del micro. Esta disposición nos deja disponibles todos los pines del microcontrolador para su uso según nuestras necesidades. USB En la placa base se resuelve con un conector USB hembra de tipo B. Conector LCD Se soluciona mediante una tira de 16 pines hembra quedando resuelta la retroiluminación y el ajuste de contraste de la LCD en esta placa. Su situación es tal que no interfiere con elementos de interconexión con otros dispositivos, como pueden ser los motores o los sensores, con pulsadores de RESET y BOOTLOADER, LED de alimentación, ni tampoco con elementos como el refrigerador del 7806 que es más alto, interruptor de alimentación o conector de alimentación. La forma de montaje de la LCD es tan simple como que a la placa de la LCD le soldamos una tira de pines macho y la sujetamos a esta placa base simplemente insertandola en la tira de pines hembra dispuesta a tal efecto. DRIVERS MOTORES Mediante el circuito integrado L293D constituimos un doble puente en H que permite realizar el control bidireccional de dos motores desde el microcontrolador. Uno de los motores lo controlamos con RC1-RB2 y el otro con RC2-RB3. Para detalles del funcionamiento del circuito consultar el documento Control de motores de Corriente Continua-Puente en H. SALIDAS SERVOS Conectores que cubren las necesidades para el control de ambos servomotores, dos líneas para la alimentación y una de control. Podemos observar como las líneas de control 2 mayo de 2011

RC1 y RC2 se corresponden con las de habilitación de los puentes en H. CONECTOR ICSP Conector para la programación en circuito de microcontroladores PIC de la firma Microchip mediante un dispositivo programador. Se han dispuesto los pines del conector en el mismo orden que los de salida del programador PicKit 2 de forma que podamos programar el micro conectandolo directamente. En las figuras 1a y 1b podemos ver la disposición de pines en ambos conectores y apreciamos la idéntica distribución.

Figura 1a

Figura 1b SELECCIÓN ALIMENTACIÓN MOTORES Ya descrito anteriormente, este jumper de 3 pines permite seleccionar el valor de VM entre VCCM (alimentación del circuito o interior) y el de una fuente exterior. ENTRADAS SENSORES Se trata de seis conectores tipo Molex de 4 pines con una circuiteria que permite la conexión directa de otros tantos sensores de infrarrojos de tipo CNY70. Los pines de control del micro son: J10 J11 J12 J13 J14 J15 RD0 RD1 RD2 RD3 RC6 RC7

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PROGRAMACION USB Se trata del pulsador de programación mediante bootloader que nos va a permitir la programación del micro sin la necesidad de disponer de un programador. Vamos a describir entonces el Manejo del programa cargador GuadalBootLoader. El programa GuadalBootLoader.exe es el que permite, gracias al BootLoader precargado en el microcontrolador, la carga de programas de usuario a través del puerto USB. Para cargar programas en el micro con el GuadalBootLoader deberemos empezar por abrirlo lo que nos mostrará una ventana como la que vemos en la figura 2, donde observamos que los botones están desactivados por no existir conexión con ningún dispositivo.

Figura 2 Seguidamente conectaremos la placa con el microcontrolador al puerto USB del PC. A continuación deberemos activar simultáneamente el pulsador destinado a la carga de programas y el pulsador de reset. Manteniendo pulsado el de carga de programa se debe liberar el pulsador de reset y esperar a que el programa GuadalBootLoader establezca la comunicación con el micro, como vemos en la figura 3. Una vez establecida la conexión entre el programa y el micro ya podemos realizar algunas tareas, las correcpondientes a los botones activos.

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Figura 3 Una vez establecida la comunicación ya se puede liberar el pulsador de carga. Seguidamente se debe proceder a pulsar sobre “Abrir .HEX” y buscar el programa que se quiere cargar. Una vez hecho esto último se activarán los botones de programación y verificación como apreciamos en la figura 4.

Figura 4 Ahora podemos pulsar sobre “Programar y verificar”. La carga del programa en el microcontrolador empezará de inmediato y una vez concluida el GuadalBootLoader mostrará información sobre el proceso de carga tal y como vemos en la figura 5.

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Figura 5 Finalizada la carga del programa se puede proceder a una verificación del mismo pulsando sobre “Verificar”, lo que vemos en la figura 6.

Figura 6 Sólo queda resetear la placa del microcontrolador. Esto se puede hacer actuando directamente sobre el botón de reset de la propia placa o bien pulsando sobre “Reiniciar PIC” en el GuadalBootLoader. A partir del reseteo el micro ya debería ejecutar el programa que se le ha cargado y el GuadalBootLoader mostrará un mensaje indicativo de que el dispositivo se ha desconectado, como aprecviamos en la figura 7.

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Figura 7

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Esquema eléctrico

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Lista de materiales Referencias C_USB_B1 C1,C3,C4,C7 C2 C5,C6 C8 D1 D2,D3 J2

Valor y especificaciones Conector USB tipo B/H para montaje en PCB Condensador cerámico SMD 1206 0.1uF/50V Condensador electrolítico 470uF/25V Condensador de 22pF SMD encapsulado 1206 Condensador electrolítico 47uF/25V LED 3mm verde indicador de alimentación Diodo 1N4007 Conector Deans T Macho para bateria LIPO/LICO2 Conector Deans T Hembra para bateria LIPO/LICO2 J4,J5,J8 Conector tipo Molex Macho de 2 pines Conector tipo Molex Hembra de 2 pines J6,J7 Conector tipo Molex Macho de 3 pines Conector tipo Molex Hembra de 3 pines J10,J11,J12,J13,J14,J15 Conector tipo Molex Macho de 4 pines Conector tipo Molex Hembra de 4 pines PT1 Resistencia ajustable vertical mini de 10k R2,R6,R7,R16 Resistencia 10k SMD encapsulado 1206 Q1,Q2 Transistor BC547 R1 Resistencia 330R SMD encapsulado 1206 R3 Resistencia 100R SMD encapsulado 1206 R4,R5,R8,R9 Resistencia 1k SMD encapsulado 1206 R10,R11,R12,R17,R18,R19 Resistencia 220R SMD encapsulado 1206 R13,R14,R15,R20,R21,R22 Resistencia 18k SMD encapsulado 1206 R23,R24 Resistencia 4k7 SMD encapsulado 1206 R25 Resistencia 47R/0.5W SMD encapsulado 1210 SW1 Interruptor de palanca 1P ON-ON PCB de 2A SW2, SW3 Pulsador para PCB de actuador corto TAL1,TAL2,TAL3,TAL4 Separador hexagonal 1 cm M/H M3 Tuerca M3 U1 Regulador 7806 con encapsulado TO220 Disipador de calor,T0220,20C/W Tornillo M3 Arandela plana Tuerca M3 U2 Circuito integrado PIC18F4550 de 40 pines Zócalo PDIP de 40 pines torneado U3 Circuito integrado L293D Zócalo PDIP de 16 pines torneado Y1 Cristal Cuarzo 20 MHz perfil bajo Tira de pines o postes planos macho/macho de 36 pines y paso 2.54 mm Tira pines planos hembra 36 pines y paso 2.54 mm Puentes con asa o Jumper con tirante Terminales de crimpar para conectores Molex Hembra Opcionalmente requeriremos de una LCD 2x16 con retroiluminación.

9 mayo de 2011

Cara Top: Trazado de pistas y serigrafía de fabricación

10 mayo de 2011

Cara Bottom: Trazado de pistas y serigrafía de fabricación

11 mayo de 2011