Autor Tema: Construcción de una placa Arduino a medida  (Leído 83 veces)

lmtreser

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Construcción de una placa Arduino a medida
« en: Junio 02, 2020, 10:56:35 am »
Muchas veces iniciamos un proyecto experimentando y probando cosas con nuestra placa Arduino y una protoboard. Luego las cosas se ponen un poco más serias y es necesario dar un paso más, por ejemplo fabricando un circuito impreso o shield para contener todos los componentes adicionales al Arduino. Les voy a contar como construir un Arduino Uno a medida, es decir, bajo nuestros requerimientos. Mi prototipo estará formado por el microcontrolador, la fuente de alimentación, un teclado de entrada de datos y una interfaz para el control de dos motores paso a paso.

Investigando en Internet bajo los términos Arduino Breadboard o Arduino Standalone encontraremos muchos proyectos para montar nuestra propia Arduino. Mi circuito mínimo se basa en un microcontrolador ATMEGA328-PU, un cristal de 16MHz, dos capacitores cerámicos y una resistencia.


La placa Arduino a medida funciona con 5V de corriente continua, por lo que será necesario contar con un regulador de tensión para poder alimentarla desde una batería de 9V o una fuente. Estoy utilizando el famosisimo regulador lineal LM7805 junto a algunos componentes más.


Una vez que el hardware está terminado, es hora de cargar el bootloader. Un microcontrolador generalmente se programa a través de un dispositivo programador, a menos que tenga en su memoria un pequeño firmware que permita instalar un nuevo programa sin la necesidad de un programador externo. Esta es la función del bootloader o gestor de arranque. Para cargar el bootloader vamos a necesitar una placa Arduino Uno a la que le debemos subir el sketch ArduinoISP. Para hacer esto abrimos el sketch desde el menú Archivo > Ejemplos > 11. ArduinoISP > ArduinoISP.

Luego hay que conectar la placa Arduino Uno a nuestra placa Arduino «a medida».


Ahora es necesario cambiar el programador. Vamos al menú Herramientas > Programador y elegimos la opción Arduino as ISP. Volvemos al menú Herramientas y elegimos la opción Quemar Bootloader. ¡Listo! Tenemos nuestra placa Arduino lista para poder trabajar.

Puede ocurrir que al intentar cargar el bootloader, el IDE de Arduino informe sobre un error de firma y no permita continuar con el proceso. En mi caso esto ocurrió debido a que el microcontrolador que estoy utilizando es el ATMEGA328-PU y el que utiliza la placa Arduino Uno es el ATMEGA328P-PU. La gran diferencia entre uno y otro es el consumo de energía. Para poder continuar vamos a engañar al IDE modificando el archivo avrdude.conf.

1. Buscar y abrir la carpeta en la que está instalado Arduino IDE, luego navegar hasta la subcarpeta \hardware\tools\avr\etc.
2. Hacer una copia de respaldo del archivo avrdude.conf.
3. Abrir el archivo avrdude.conf en un editor de texto, estoy usando gedit bajo Ubuntu.
4. Buscar 0x1e 0x95 0x0F, que es la firma ATMEGA328P.
5. Reemplazarla por 0x1e 0x95 0x14 (esta es la firma ATMEGA328).
6. Guardar el archivo.
7. Reiniciar el IDE de Arduino.
8. Continuar grabando el bootloader, y una vez que se complete la carga, restaurar la copia de seguridad.


El último paso es subirle algún sketch de prueba para comprobar el buen funcionamiento y desempeño de nuestra nueva placa. Para hacer la carga estoy utilizando un adaptador USB-TTL, y lo conecto como muestra la siguiente imagen:


Artículo originalmente publicado en mi blog. Saludos.

Leon Pic

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #1 en: Junio 02, 2020, 07:34:31 pm »
Genial. Muy bueno y útil.
Jesús dijo, yo soy el CAMINO, la VERDAD y la VIDA, nadie llega al PADRE si no es por mi.

HJ

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #2 en: Junio 03, 2020, 04:44:51 pm »
"si te lo dicen se te olvida, si lo lees lo aprendes; pero si lo haces realmente lo entiendes"
"Cuando llegue la inspiración, que me encuentre trabajando" [Pablo Picasso]

lmtreser

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #3 en: Junio 12, 2020, 04:47:40 pm »
Seguimos con el proyecto, está vez adaptando la placa para utilizarla en un robot didáctico. El circuito del microcontrolador tiene algunos agregados respecto al propuesto en el post anterior:

  • Botón de reinicio.
  • LED de uso general en el pin D13.
  • Buzzer en el pin D3 para generar indicaciones sonoras.


El teclado permite ingresar datos o parámetros según la lógica de programación. Ocupa únicamente el pin analógico A0, para esto se vale de una red de resistencias que actúan como un divisor resistivo. A cada pulsador le corresponde un único valor analógico.


Control de motores. Esta interfaz puede controlar dos motores paso a paso unipolares y está construida con el circuito integrado ULN2803A que es un arreglo de transistores darlington capaz de entregar hasta 500mA por salida.


La placa terminada tiene el siguiente aspecto:


Leon Pic

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #4 en: Junio 13, 2020, 10:32:21 am »
Está quedando espectacular
Jesús dijo, yo soy el CAMINO, la VERDAD y la VIDA, nadie llega al PADRE si no es por mi.

lmtreser

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #5 en: Junio 15, 2020, 05:45:54 pm »
Último post de la serie sobre Arduino y robots didácticos, con una breve introducción al universo Escornabot.

Escornabot es un proyecto de código y hardware abierto cuyo objetivo es acercar la robótica y la programación a las niñas y niños. El modelo básico puede programarse con el teclado incorporado para ejecutar secuencias de movimientos. A partir de aquí, la imaginación es el único límite en las posibilidades.

Es un proyecto de hardware abierto (OSHW) y software libre (FOSS) y puedes adaptar sus características a tus necesidades: ponerle sensores, LEDs, cambiar la apertura del ángulo de giro, la distancia que avanza… cualquier cosa que se te ocurra.

Mi versión

Hace un tiempo un amigo me regalo el chasis impreso en plástico y fue la excusa perfecta para comenzar con el proyecto del armado de mi Escornabot. En el camino por recorrer se aprenden muchas cosas: un poco de electrónica, lógica, programación y mecánica.

El chasis está diseñado en 3D y en la web oficial se ofrecen los archivos STL para poder imprimirlo:

* Versión «Brivoi Audacious»
* Versión «Brivoi Compactus»
* Versión «Placidus»

También será necesario comprar o conseguir algunos materiales extra:

 2 o-rings para las ruedas delanteras
 1 bola de acero para la rueda trasera
 2 motores paso a paso unipolar 28BYJ-48
 1 placa de control basada en Arduino
 algunos tornillos
 baterías


La placa de control

En mi versión la electrónica de control fue diseñada a medida utilizando una placa de circuito impreso experimental (o universal). En los post más arriba está explicado el funcionamiento y el montaje.


Leon Pic

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #6 en: Junio 16, 2020, 11:25:03 am »
Te está quedando excelente.

Citar
Último post de la serie sobre Arduino y robots didácticos, con una breve introducción al universo Escornabot.

¿No vas a publicar nada más?
Sería una verdadera pena.
Jesús dijo, yo soy el CAMINO, la VERDAD y la VIDA, nadie llega al PADRE si no es por mi.

lmtreser

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #7 en: Junio 16, 2020, 09:38:22 pm »
Hola Leon, por ahora la serie con los pasos de construcción terminan aquí. Falta la puesta en marcha, programación y uso con usuarios (niños)... Espero pronto poder continuar.
Gracias!!!

Leon Pic

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Re:Construcción de una placa Arduino a medida
« Respuesta #8 en: Junio 18, 2020, 05:27:35 pm »
Genial.
Muchísimas gracias.
Jesús dijo, yo soy el CAMINO, la VERDAD y la VIDA, nadie llega al PADRE si no es por mi.

 

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