Armado Kit

29
KIT Arduino OnBoard Atmega 328 Construyendo una Arduino sobre una placa entrenadora. Información principal Este tutorial muestra como puedes hacer un montaje compatible con Arduino sobre una placa entrenadora con un microcontrolador ATmel Atmega8/168/328 AVR y una placa adaptadora FTDI FT232 de SparkFun. También puedes necesitar un Arduino Mini USB. Si Ud. adquirió el Paquete Educativo: Desarrollo con Arduino, tenga en cuenta que no se proveen los componentes de la fuente de alimentación y tampoco la placa adadtadora. En lugar de los componentes de la fuente de alimentación puede usar una fuente de 5V regulada. Podrá conectar el KIT al puerto COM (RS232) de cualquier PC armando la interfase apropiada según el circuito que proponemos (no provisto en el KIT) y luego emplear un adaptador RS232 a USB genérico (que compra en cualquier negocio de computación) para que el KIT se pueda manejar desde el puerto USB de su computadora. Componentes. Para hacer este montaje necesitarás:

description

armado del kit arduino

Transcript of Armado Kit

KIT Arduino OnBoard Atmega 328

Construyendo una Arduino sobre una placa entrenadora.

Información principal

Este tutorial muestra como puedes hacer un montaje compatible con Arduino sobre una placa entrenadora con un microcontrolador ATmel Atmega8/168/328 AVR y una placa adaptadora FTDI FT232 de SparkFun. También puedes necesitar un Arduino Mini USB.

Si Ud. adquirió el Paquete Educativo: Desarrollo con Arduino, tenga en cuenta que no se proveen los componentes de la fuente de alimentación y tampoco la placa adadtadora.

En lugar de los componentes de la fuente de alimentación puede usar una fuente de 5V regulada.

Podrá conectar el KIT al puerto COM (RS232) de cualquier PC armando la interfase apropiada según el circuito que proponemos (no provisto en el KIT) y luego emplear un adaptador RS232 a USB genérico (que compra en cualquier negocio de computación) para que el KIT se pueda manejar desde el puerto USB de su computadora.

Componentes.

Para hacer este montaje necesitarás:

Las piezas

Componentes básicos para cablear una Arduino:

1 placa entrenadora (protoboard). Cable 22 AWG. 1 regulador de voltaje 7805. 2 LEDs 2 resistencias de 220 Ohm. 1 resistencia de 10k Ohm. 2 condensadores de 10µF. 1 cristal de 16MHz. 2 condensadores de 22pF. 1 pulsador pequeño normalmente abierto (NO) p. e. el Omron B3F.

Placa de conversión USB a Serie.

Necesitarás una placa adaptadora FT232 USB de SparkFun.

Hay dos opciones posibles para ello:

placa adaptadora FT232RL USB a Serie, SKU BOB-0071

placa Arduino Serie USB, SKU DEV-08165

Si planeas utilizar la primera opción y aún no has soldado los pines a la placa adaptadora este es un buen momento para hacerlo.

El circuito eléctrico del kit es el siguiente (en el cd está el circuito en PDF):

Nostros armaremos el circuito sobre un entrenador digital (protoboard) por lo que no será necesario colocar las barras de conexiones, el mismo entrenador servirá para ello.

Nota 1: En lugar de la fuente de alimentación puede emplear una fuente externa de 5V

Nota 2: En lugar de la placa adaptadora puede montar el circuito para puerto serial con 2 transistores PNP comunes (BC557 ó BC558) y algunos componentes externos.

Cargando el gestor de arranque en tu chip ATmega.

IMPORTANTE: El chip Atmega 328 que se provee con el KIT del Paquete Educativo: “Desarrollo con Arduino” ya tiene el gestor de arranque grabado por lo cual NO TIENE QUE HACER ESTA OPERACIÓN.

Si emplea un microcontrolador virgen Atmega 328, hay varias opciones para cargar el gestor de arranque en tu chip ATmega, algunas de ellas las veremos en este tutorial. Si quieres cargar el gestor de arranque desde la placa entrenadora hay un accesorio que hará tu vida mucho más fácil, aunque no es imprescindible.

Adaptador programador AVR de Sparkfun, SKU BOB-08508

Implementación del Arduino Mínimo

Implementando la circuitería de la fuente de alimentación.

Recuerda que en el kit no se proveen los componentes de la fuente de alimentación y que si no quieres no la armas, usas una fuente regulada de 5V y listo. Sin embargo, mi recomendación es que SI ARMES LA FUENTE, ya que los componentes son comunes y seguramente los tienes entre tus materiales.

Si ya has trabajado con microcontroladores posiblemente ya tengas tu forma preferida de cablear la alimentación de tu placa, si es así adelante. En el caso de que necesites que te refresquen la memoria aquí hay unas fotos de una de las formas de hacerlo (esta versión utiliza un regulador de voltaje 7805 de 5v).

Cables de alimentación en la parte superior Añade cables positivos (rojo) y negativos (negro) donde deba ir emplazado el regulador de voltaje.

Cables de alimentación inferirores Pon cables de alimentación también en la parte inferior de la placa entrenadora conectando cada rail.

7805 y los condensadores de desacoplo Añade el regulador de voltaje 7805 y los cables de alimentación de la placa. El regulador tiene empaquetado TO-220, por lo que la entrada de corriente está a la izquierda, negativo en el medio y la salida regulada de 5v en la patilla de la derecha (cuando miras el regulador de frente). Añade cables desde la salida y GND hasta los railes de la placa entrenadora.

Añade también un condensador de 10uF entre la entrada del regulador y el negativo así como uno de 10uF en el rail de la derecha entre el positivo y el negativo. La cinta plateada en el condensador indica la patilla negativa.

LED Añade un LED y una resistencia de 220 Ohm en el lado izquierdo de la placa al otro lado del regulador de voltaje. Un LED conectado de esta manera es una gran ayuda a la hora de detectar problemas, siempre sabrás con rapidez cuando la placa recibe alimentación o si está en cortocircuito.

Entradas de alimentación Los cables rojo y negro a la izquierda del regulador de voltaje son tus entradas de alimentación. El cable rojo es para el positivo y el negro para el negativo. Asegúrate de que el voltaje aplicado está entre 7v y 16v, con menos el regulador no conseguirá sacar 5v y con más el regulador puede estropearse. Una batería de 9v o una fuente de alimentación de 12v son lo más adecuado.

Lienzo en blanco Ahora que la alimentación básica esta montada estamos preparados para situar el chip.

ATMEGA8/168/328.

Mapa de pines de Arduino Antes de seguir, echa un vistazo a esta imagen. Es un gran recurso para comprender lo que cada uno de los pines del chip Atmega hace en relación con las funciones de la Arduino. Esto aclarará muchas confusiones acerca de porque ciertos pines hacen lo que hacen.

Añadiendo circuitería de soporte Comenzaremos conectando una resistencia pullup de 10k Ohm desde +5v hasta el pin de reseteo para impedir que el chip se resetee accidentalmente. El RESET reinicia el chip cuando puesto a masa. Algunos pasos más adelante enseñaremos como añadir un pulsador de reseteo para aprovecharnos de esto.

Pin 7 - Vcc - Alimentación de voltaje digital Pin 8 - GND Pin 22 - GND Pin 21 - AREF - Referencia analogica para los pines ADC Pin 20 - AVcc - Alimentación para el convertidor ADC. Necesita ser

conectado a positivo si el ADC no va a se utilizado y alimentado por un filtro de paso bajo en caso de ser utilizado (un filtro de paso bajo es un circuito que reduce el ruido de la fuente de corriente. En este ejemplo no se utiliza).

Añadir el cristal y los condensadores Llega el turno de montar el cristal de reloj entre los pines 9 y 10, además de 2 condensadores de 22pF conectando a negativo cada uno de esos pines.

Pulsador de reseteo Un pequeño pulsador para que puedas resetear la Arduino cada vez que quieras preparar el chip para cargarle un nuevo sketch. Una corta pulsación reseteará el chip cuando lo necesites. Monta el pulsador a continuación de la parte superior del chip Atmega saltando la separación central de la placa entrenadora. Luego pon un cable desde la patilla superior izquierda hasta el pin RESET del chip ATmega y otro cable desde la patilla inferior izquierda hasta negativo.

  LED en la patilla 13 de la Arduino El chip usado en esta placa está actualment programado con el sketch de ejemplo blink_led que viene con el Arduino IDE. Si tienes una Arduino en circuito impreso que funciona es una buena idea probar la Arduino montada sobre placa entrenadora con un chip que sabes que funciona. Desmonta el chip de tu otra Arduino y móntalo en esta placa. El sketch blink_led hace que el pin 13 parpadee. El pin 13 de la Arduino no es el pin 13 del AVR ATMEGA8-16PU/ATMEGA168-16PU, actualmente es el pin 19 del chip ATmega.

Ver el mapa de pines más arriba para asegurarnos de conectarlo correctamente.

  LED on Arduino Pin 13 Finalmente conectamos el LED. La patilla larga o cátodo a un cable rojo y la patilla corta o ánodo la conectamos a una resistencia de 220 Ohm que va negativo.

Arduino-listo! En este punto, si tenías programado tu chip y no necesitas cargar ningún otro sketch en esta placa entrenadora puedes detenerte aquí. Pero parte de la diversión es la programación en el circuito, así que vamos a hacer una Arduino sobre placa entrenadora completa.

Preparación del KIT para Conectar a la Computadora

Ahora vamos a añadir la placa adaptadora de USB a Serie a nuestra Arduino sobre placa entrenadora. Si no has añadido los pines macho a tu placa adaptadora tienes que hacerlo ahora. Conecta el pin VCCIO de la placa adaptadora a +5v y GND a masa.

Si Ud. compró el KIT KIT Arduino OnBoard Atmega 328 no se preocupe, ya que esta placa adaptadora no está incluida pero le enseñaremos a armar un circuito sencillo para la conexión al puerto serial de su computadora.

Placa FT232 USB a Serie

El patillaje de la adaptadora FT232 de Sparkfun Es curioso como está hecho el marcado de los pines de la Sparkfun FT232, simplemente dadle la vuelta. En esta situación vamos a usar VCC (para suministrar

5v desde el puerto USB de nuestro ordenador a nuestra placa), GND; TXD, y RXD.

Conectando TX y RX Ahora es llegó el momento de comunicar la placa adaptadora de USB a Serie con nuestra recién montada Arduino. Conectamos el RX (pin 2) de nuestro chip ATmega con el TX de la placa USB a Serie, y conectamos el TX (pin 3) de nuestro chip ATmega con el RX de la placa de USB a Serie.

Y ya lo tienes... listo para ser enchufado, conectado y programado.

Opción para Puerto serial

Si Ud. compró el KIT Arduino OnBoard Atmega 328 y no tiene la placa adaptadora para USB, para conectar su kit a la PC por puerto serial deberá armar en el mismo protoboard el siguiente circuito:

Todos los componentes son comunes y X1 es un conector DB9 para conectarlo al puerto COM de su PC (puerto serial).

Si Ud. no tiene ninguna experiencia en electrónica, puede solicitarle a algún técnico que se la arme o envíenos un mail y le mandaremos un instructivo paso a paso de cómo montarla en el mismo protoboard.

Otra Opción, Uso de un Conversor RS232 a USB

Otra opción más sencilla para conectar directamente el ARDUINO al puerto USB es mediante un adaptador RS232 a USB que compra en cualquier negocio de computación.

Puede conseguir directamente un Adaptador Conversor Usb A Uart Rs232 Ttl. Puerto Com Serial

También puede conseguir un adptador clásico como el de la siguiente imagen:

Debe desarmarlo con mucho cuidado y realizar las siguientes conexiones:

Ahora si… ya terminamos, está en condiciones de conectar el KIT a la PC, instalar el software ARDUINO en su computadora y comenzar a realizar las prácticas tal como se sugfgiere en el MANUAL DE USO DEL ARDUINO 1.

SI NO TIENE EL ATMEGA CON EL GESTOR ARDUINO

SI has comprado algún otro chip ATmega8 o ATmega168 de alguna tienda on-line puede que no tengan cargado un gestor de arranque (con la excepción de Adafruit Industries). ¿Que significa esto? Pues que no puedes programar tus chips usando la placa adaptadora USB a Serie y el Arduino IDE. Por ello, para hacer tus nuevos chips usables debes cargarles un gestor de arranque y debes volver a comprobar el paso 4.

Otras opciones en placas adaptadoras.

El montaje uDuino por Tymn Twillman Esta configuración es similar a la mostrada aquí, pero el truco consiste en que al chip ATmega tiene cargado el mismo gestor de arranque que la Arduino lyliPad. La LyliPad funciona con el reloj interno, eliminando la necesidad de un cristal externo y de su circuitería de apoyo.

Boarduino por Ladyada La Boarduino es un kit que compras y ensamblas para crear una bonita y pequeña placa entrenadora compatible con Arduino. Todos los componentes comunes entán incluidos en un pequeño PCB de modo que la Boarduino puede ser fácilmente añadida a una placa entrenadora y desmontada de un pequeño tirón.

Cargando tus chips con un gestor de arranque OPCIONAL.

Opciones para la carga del gestor de arranque.

Hay dos opciones para cargar en gestor de arranque en tus chips. El primero es fácil, el otro es un poco más complicado, los veremos los dos.

Cargando un gestor de arranque en tus chips ATmega usando tu placa Arduino y un programador AVR.

Cargando un gestor de arranque en tus chips ATmega usando tu recien terminada placa entrenadora con un programador AVR.

Hay diferentes tipos de programadores AVR, pero dos son los mas usados:

AVRISP mkII

USBtinyISP

El AVRISP mKII se puede comprar en Digikey (referencia # ATAVRISP2-ND) mientras que el USBtinyISP debe ser ensamblado y se puede encontrar en Adafruit Industries.

Usando la placa Arduino.

Cargando el gestor de arranque en una Arduino Monta el chip ATmega en una placa Arduino con el pivote hacia el exterior. Coloca el selector de alimentación en la posición de fuente de energía externa y conéctala a una batería de 12v (tu placa necesita ser alimentada de forma externa cuando usas el AVR ISP mKII pero no cuando se usa el AVRtinyISP). Luego conecta el conector hembra de 6 pines de tu programador AVR en el conector ICSP con la pestaña de plástico del cabezal del cable plano mirando hacia el interior.

NOTA: El AVR ISP mkII enciende su LED verde cuando ha sido conectado correctamente y está listo para programar. El LED se vuelve rojo si se ha conectado de forma errónea.

Usando tu placa entrenadora.

Adaptador AVR Cuando cargas el gestor de arranque de un chip ATmega desde una placa

entrenadora, el adaptador AVR (SKU BOB-08508) de Sparkfun es increiblemente útil. Este adaptador recombina los 6 pines del programador a 6 pines en línea para un fácil conexionado a la placa entrenadora. Todos los pines están etiquetados haciendo muy fácil conectarlo a tu chip.

Cable programador AVR de 6 pines No te preocupes, si no tienes un programador AVR aun puedes cargar el gestor de arranque sin el. Aunque puede darte algún que otro dolor de cabeza conseguirlo. Las dos imagenes a la izquierda son una buena referencia cuando intentas colocar un programador sin una tarjeta adaptadora. Las imagenes te muestran que son los agujeros en el conector de 6 pines del AVR, sólo tendrás que colocar cables en ellos y conectarlos al chip ATmega.

Cabezal de 6 pines del programador AVR Esta imagen es una vista inferior y etiqueta cada uno de los agujeros. Toma nota de la orientación de tus cables.

conecta positivo y masa Comencemos!

Con la placa entrenadora preparada añade dos cables para la alimentación positiva y negativa del programador AVR.

Pincha el adaptador AVR Ahora pincha el adaptador del programador AVR en la placa entrenadora con el pin GND puesto a masa y el pin 5v conectado a la línea de 5v.

Cables MISO, SCK, RESET y MOSI. En este paso necesitaras añadir los últimos 4 cables que necesita el programador AVR para poder cargar el gestor de arranque.

Asegúrate de ayudarte del mapa de pines de Arduino para este cableado.

El pin MISO de tu adaptador debe ir al pin 18 o al pin digital 12 de tu ATmega chip.

El pin SCK de tu adaptador debe ir al pin 19 o al pin digital 13 de tu ATmega chip.

El pin RESET de tu adaptador debe ir al pin 1 de tu chip ATmega. El pin MOSI de tu adaptador debe ir al pin 17 o al pin digital 11 de tu chip

ATmega.

Conecta el cable USB y el cable del programador AVR Casi lo tenemos! Conecta el cable USB a tu placa adaptadora USB y pincha el conector de 6 pines de tu programador AVR al adaptador del programador AVR. El conector de plástico negro debe quedar mirando hacia el chip ATmega.

En el próximo paso te enseñaré a utilizar el software Arduino para grabar el gestor de arranque.

Es hora de grabar!

Selecciona el tipo de placa Ejecuta Arduino y ves al menú 'tools' y despues al 'board', elige el tipo de placa que vas a usar según el tipo de gestor de arranque que quieras cargar en tu chip. El mas comúnmente utilizado es el de la Diecimila o la mas reciente versión de Arduino para el ATmega PDIT, sin embargo si quieres cargar el de una Lilypad, Arduino Mini, Arduino Nano o cualquiera de las versiones antiguas solo tienes que elegir la placa adecuada.

Elige tu programador. Quema. Después ves al menú 'Tools' y 'Burn Bootloader' y selecciona el programador que vas a utilizar.

Grabando Un vez que eliges un programador, el programador AVR comienza a cargar el gestor de arranque en el chip ATmega y aparece un mensaje en la barra de estado que reza "Burning bootloader to I/O Board (this may take a minute)..." las luces parpadearán en tu programador.

Quemado completo! Cuando ha terminado de cargar el gestor de arranque la barra de estado se actualiza con el mensaje "Done burning bootloader". Tu chip está ahora preparado para ser programado utilizando el software Arduino. ¡Felicidades!. Dale corriente a tu Arduino y tu nuevo chip ATmega empezará a ejecutar el sketch del LED parpadeante en el pin 13 (si esto no ocurre prueba a subirlo como sketch). Si esto funciona es la prueba definitiva del éxito.

NOTA: en ocasiones el proceso de grabar el gestor de arranque en el chip ATmega con el AVR ISP mkII puede durar un periodo de tiempo extraordinariamente largo, de hecho puede tardar varios minutos. El AVRtinyUSB termina mucho más rápido. De todos modos, hay ocasiones que tras 10 ó 15 minutos continua grabando. He descubierto que se trata de un hito extraño (quizá es un triple testeo del flujo de

datos) y después de darle un amplio tiempo, 10 minutos o mas, generalmente desconecto el programador solo para descubrir que el proceso de grabación terminó con éxito tiempo atrás. Yo de ninguna manera recomiendo este método y declino toda responsabilidad de lo que le pueda pasar a su chip, pero según mi experiencia ha sido bastante inofensivo si se procede con precaución. Aunque es posible que dañe su chip en el proceso.