El puerto serie RS-232

El puerto serie

En esta entrada vamos a hacer una practica relacionada con el puerto serie RS - 232.
Este puerto es de suma importancia a la hora de comunicar una pc con un dispositivo externo, aunque se esta reemplazando por el puerto USB.

Primeramente vamos a armar un cable de 3 filamentos con un conector DB9 hembra.

Conectaremos un cable al terminal 5 que va a ser GND, otro al terminal 3 que va a ser TX y otro en el 2 que va a ser RX.

Cable terminado:

Antes de empezar con la parte de Software, tenemos que saber que la transmisión de datos por Protocolo RS - 232 invierte la señal, ¿Que quiere decir esto? Cuando nosotros observamos en el osciloscopio un pulso en 1 realmente es un 0 y viceversa.

Además tenemos siempre, adelante de la información, un bit en 0 que se denomina bit de Start, y que le indica a un supuesto receptor, cuando tiene que recibir y cuando no.

Tenemos también un bit de Stop que le indica al recepto cuando dejar de recibir pero no lo podemos observar ya que es un 1 y la señal en estado

Luego de esto buscaremos el programa hyperterminal en: Inicio / Todos los Programas / Accesorios / Comunicaciones / Hyperterminal, o vamos a Ejecutar: hypertrm.exe

Hyperterminal es una aplicación que debería venir con el paquete de herramientas de windows, como el Paint.

Si no tenemos el hyperterminal, podemos descargar una opción que se trata del PuTTY.exe

Descargar PuTTY.exe AQUÍ

Configuramos el programa en 9600 bps de velocidad, sin paridad, ocho bits, un bit de stop.

Abrimos el programa y nos aparecerá esto:

En esta pantalla haremos click en " Serial " en la sección Conection Type.

Luego vamos a la pestaña " Serial " abajo a la izquierda:

Modificamos el "Flow Control" a "NONE" y luego apretamos Open para abrir la aplicación:

A partir de acá podremos enviar cualquier símbolo del teclado como una señal del lenguaje ASCII la cual mediremos con el osciloscopio en esta práctica.

Apretando la tecla "A" (mayúscula) deberíamos obtener en binario 0100 0001 según la tabla de ASCII:

A = 65 (decimal) = 0100 0001 (binario)

Recordando que se trabaja con lógica negativa: A => 1011 1110

 

El código se lee de derecha a izquierda, y podemos leer 10111110 y por ultimo un 1 que es el bit de start.

Con los cursores a y b medimos cuanto dura cada bit y obtuvimos 104us.

Si cada bit es de 104us y son 8 bit de mensaje mas 1 bit de start, la trama dura 104us x 9 = 936 us.

Medimos de nuevo con los cursores a y b la trama y nos da un resultado de 936 us exactos.

 

 

También podemos ver que en estado de reposo tenemos un 0, osea que al negarlo por la lógica negativa, es un estado alto de 22.2 v.

Entrenador de Pic

Entrenador de Pic´s

Con este proyecto vamos a poder programar el microcontrolador PIC16F84A y luego cambiando de posición unos jumpers podremos probar el funcionamiento de nuestros programa.

Este posee un led por cada salida (con su respectiva resistencia limitadora de corriente) para comprobar el estado de la misma. También tiene un display 7 segmentos para probar las salidas. Para elegir entre los led´s o el display tenemos un jumper que elije que masa conectar.

Se alimenta con +5 volts obtenidos por la entrada proveniente del programador (RJ12).

Trabaja con un oscilador de 4MHz.

El dip switch de 5 contactos sirve para generar estímulos en el puerto A y el pulsador 1 está en paralelo con la llave del dip switch que está conectada a RA4, para poder generar un pulso de estímulo. 

Tenemos el diodo 1N4148 para que cuando el programador envíe 12 volts de programación, no permita el paso hacia los 5 volts de alimentación.  

Esquemático

Listado de materiales

1 PIC16F84A (con zócalo)

1 dip switch de 5 llaves

14 resistencias: 6 de 10kΩ y 8 de 390Ω

1 tira de pines

1 RJ12 hembra de 6 contactos

1 diodo 1N4148

3 capacitores: 2 de 22pf y 1 de 100nf

1 cristal de 4MHz

1 placa de epoxi doble fas (10x10cm)

2 pulsadores normal abierto

8 led´s de 5 mm.

1 display 7 segmentos (cátodo común)

Diagrama de pines del PIC16F84A

 

Circuito en kicad

Lado soldaduras

Lado componentes

Para descargar el proyecto en kicad haga click AQUI !

Cómo procesar una placa (simple y doble faz)

Cómo procesar una placa.

A continuación le explicaremos paso por paso como realizar el trabajo una vez realizado el circuito eléctrico.

Necesitaremos:

• Papel ilustración
• Percloruro Férrico
• Bandeja Plástica
• Contact Transparente y Cinta de papel (en caso de ser placa doble faz)
• Mechas de 1mm y 0,8mm
• Plancha
• Virulana
• Contact Flux
• Soldador y estaño 60/40

Paso 1:  El primer paso para realizar este tipo de trabajos es crear el circuito PCB en programas como el Kicad, Eagle y PCB Wizard, entre otros.

Paso 2:  Imprimir el PCB en el papel ilustración con una impresora láser (en Blanco y Negro).

Paso 3:  Preparar el lugar de trabajo con la plancha y un toallón o trapo para no quemar la mesa.

Paso 4:  Una vez que tenemos el lugar de trabajo preparado, tomamos la placa y la pulimos con virulana u odex si es necesario para quitar toda la suciedad y grasitud que pueda tener la placa y así obtener un óptimo planchado.

Paso 5: Teniendo la placa limpia, tomamos el circuito eléctrico del lado pistas, lo colocamos sobre la placa del lado cobre y lo planchamos para que éste quede adherido a la placa.

La placa una vez planchada

Paso 6:  Una vez que tenemos la placa con el lado pistas planchado debemos procesarla con una sustancia que corroe el cobre, que es denominado “Percloruro Férrico”. Colocamos la placa dentro de un recipiente con este ácido y esperamos a que este coma el cobre que no esta cubierto con la tinta del lado cobre y así obtener las pistas.

Aclaración:

Si se quiere realizar una placa doble Faz se tiene que procesar primero un lado y luego el otro. Esto se logra usando el contact transparente de un lado de la placa (que se utiliza para evitar que el percloruro actúe sobre ese lado de la placa mientras que en el otro lado si lo hace). Una vez que este lado termine de procesarse se debe hacer el mismo proceso para el otro lado de la placa.

Para planchar el otro lado de la placa y que los agujeros coincidan realizamos 3 agujeros e insertamos agujas y desde allí colocamos y planchamos el otro lado de la placa, luego se procesa como fue explicado anteriormente.

Paso 7:  Una vez que sacamos la placa del percloruro debemos limpiarla con abundante agua como para que no queden restos de este ácido y siga actuando sobre el cobre.

Paso 8:  Luego que tenemos la placa procesada, debemos agujerearla, para esto necesitamos una agujereadora de banco con mechas de 1mm, 0.8mm, entre otras, que se utilizan dependiendo del tamaño de la pata de cada componente.

Paso 9:  Una vez que tenemos la placa agujereada, le colocamos una capa de flux que sirve para evitar que las pistas de cobre se deterioren u oxiden. Además sirve para el próximo proceso que es el soldado de componentes, para no deteriorar las pistas.

<!--[if !vml]--><!--[endif]-->

Paso 10:  Este es el último paso para finalizar la placa. En este proceso realizamos el soldado de componentes a la placa. Para soldar correctamente los componentes debemos seguir los pasos de la siguiente imagen:

<!--[if !supportLists]-->1)   <!--[endif]-->Se coloca el componente en la placa.

<!--[if !supportLists]-->2)   <!--[endif]-->Se coloca el soldador a 45º y se calienta la pista.

<!--[if !supportLists]-->3)   <!--[endif]-->Una vez que se calienta la pista vamos colocándole estaño, también a 45º.

<!--[if !supportLists]-->4)   <!--[endif]-->Retiramos el estaño y dejamos 1 segundo más el soldador para un acabado mejor.

<!--[if !supportLists]-->5)   <!--[endif]-->Terminamos la soldadura del componente pero todavía queda el excedente del mismo.

<!--[if !supportLists]-->6)   <!--[endif]-->Se retira el excedente del componente y aquí se finaliza esta etapa.

Aclaración:

Si la placa es doble faz, hay que unir las pistas que corresponden de ambas caras de la placa, esto lo hacemos soldando alambres en cada perforación. (Podemos usar los alambres de las resistencias que cortamos después de soldarlas).

Cómo diseñar en kicad

 Cómo diseñar e imprimir en kicad

Diseño

El kicad es un programa para realizar circuitos eléctricos, lista de materiales (con precios incluidos) y el pcb del circuito a realizar.A continuación les explicaremos cómo usar esta herramienta:

Primero debemos descargar el programa desde la página oficial: http://www.kicad-pcb.org/display/KICAD/Download+Kicad para luego instalarlo en nuestra PC.

Una vez instalado el programa, lo abrimos y nos aparecerá esto:

Hacemos click en Archivo>New>Blank (para comenzar un nuevo proyecto):

Allí crearemos una carpeta, y adentro guardaremos nuestro proyecto.

Luego nos aparecerá el menú nuevamente, y al margen el nombre de nuestro proyecto (prueba.pro en nuestro caso):

Ahora hacemos click en el primer recuadro, que es el módulo para realizar esquemáticos:

Se nos abrirá una nueva ventana, donde realizaremos nuestro circuito:

Primero debemos colocar los componentes, para eso vamos a al margen derecho y hacemos click en la opción denominada "Place a component":

Una vez seleccionada esa opción, hacemos un click en la hoja y nos aparecerá esto:

Allí podemos buscarlo por el nombre, o apretando "Listar todos" lo buscaremos mediante una lista. Le damos "Aceptar" y colocaremos el componente.

Por ejemplo, para colocar una resistencia:

                                              Colocamos "R" y le damos "Aceptar".

Ahí nos aparecerá el componente y con un click lo colocaremos sobre la hoja:

Una vez colocados todos los componentes, colocando el cursor sobre el componente y apretando la tecla "M", podremos mover el componente (para girarlo haremos los mismo con la letra "R").

Ahora vamos a unir nuestro circuito haciendo click en la opción "Place a wire"en la columna de la derecha:

Le damos click al terminal que queremos unir,  allí nos irá tirando el cable, cuando llegamos al otro terminal volvemos a dar un click y colocará el cable permanentemente:

Luego vamos a editar los nombres de los componentes y a colocarles su valor correspondiente.
Colocaremos el cursor sobre el componente y apretamos la tecla "U" y alli nos aparecerá esto:

Donde dice "Texto" le colocaremos el nombre a nuestra resistencia, por ejemplo "R1".
Luego haciendo lo mismo pero con la letra "V", nos saldrá esta ventana:

                                          Allí colocaremos el valor de nuestro componente.

Ahora vamos a enumerar los componentes haciendo click en la siguiente opción:

Allí nos saldrá una ventana y apretaremos donde dice "Numeración":

Una vez terminado esto, vamos a Archivo>Save Current Sheet As:

Y lo guardamos en la carpeta que creamos anteriormente.

Luego vamos a crear la netlist apretando la opción "Generate Netlist":

Nos saldrá una ventana, y daremos click en "Netlist":

Allí la guardaremos.

Ahora volveremos a la ventana inicial y daremos click en "Cv Pcb (components to modules)":

Y nos abrirá una nueva ventana.

Allí, dando doble click, seleccionaremos los encapsulados de nuestros componentes:

Por ejemplo:

Luego vamos a Archivo>Save y guardamos la netlist.

Vamos nuevamente a la ventana inicial, pero ahora daremos click en el tercer icono  denominado "Pcbnew":

Se nos abrirá una nueva ventana:

Si en este paso nos sale un error, le damos a "Aceptar".

Ahora vamos a Tools>Netlist:

En la nueva ventana, damos click en "Leer Netlist actual":

Allí nos aparecerán los componentes, los cuales los ordenaremos.
Las opciones mencionadas anteriormente para mover y rotar los componentes en el esquemático, también son válidas para esta etapa.

Luego vamos a tirar las pistas, para esto hay que apretar la opción "Añadir Pista o Vía":

Dando un click sobre el primer terminal y dos sobre el segundo, colocaremos la pista:

Por último vamos a Archivo>Guardar y hemos terminado con nuestro proyecto.

Impresión

Para imprimir el lado cobre debemos ir a Archivo>Print:

En la ventana que nos aparecerá, debemos tildar "B.Cu", el resto lo dejamos como está:

Y damos un click en "Preview". Allí nos aparecerá una nueva ventana:

Damos click en "Print" y luego en "Imprimir":

Para imprimir la serigrafía vamos a Archivo>Print (al igual que para imprimir el lado cobre).

En la ventana debemos destildar "B.Cu" y tildar "Dwgs.User" y "Espejo" en opciones:

El resto de los pasos son iguales que la impresión anterior.