LABORATORIO NRP. 4

MICROCONTROLADORES

Laboratorio N°04:
Armado del Proyecto Chaleco en PCB

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Realizar modificaciones a las rutinas del Proyecto.
• Aplicar los conceptos aprendidos en sesiones anteriores.
• Realizar el armado del proyecto en PCB.

2. MARCO TEÓRICO:

2.1 ARDUINO:

Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de uso.

2.2. PROGRAMACIÓN EN ARDUINO:

La programación de Arduino es la programación de un microcontrolador. Esto era algo más de los ingenieros electrónicos, pero Arduino lo ha extendido a todo el público. Arduino ha socializado la tecnología.

Programar Arduino consiste en traducir a líneas de código las tareas automatizadas que queremos hacer leyendo de los sensores y en función de las condiciones del entorno programar la interacción con el mundo exterior mediante unos actuadores.

Arduino proporciona un entorno de programación sencillo y potente para programar, pero además incluye las herramientas necesarias para compilar el programa y “quemar” el programa ya compilado en la memoria flash del microcontrolador. Además el  IDE nos ofrece un sistema de gestión de librerías y placas muy práctico. Como IDE es un software sencillo que carece de funciones avanzadas típicas de otros IDEs, pero suficiente para programar.

2.3. HARDWARE DE ARDUINO:

Los Arduino y en general los microcontroladores tienen puertos de entrada y salida y puertos de comunicación. En Arduino podemos acceder a esos puertos a través de los pines.

• Pines digitales: Pueden configurarse como entrada (para leer, sensores) o como salida (para escribir, actuadores)
• Pines analógicos de entrada: Usan un conversor analógico/digital y sirven para leer sensores analógicos como sondas de temperatura.
• Pines analógicos de salida (PWM): La mayoría de Arduino no tienen conversor digital/analógico y para tener salidas analógicas se usa la técnica PWM. No todos los pines digitales soportan PWM.
• Puertos de comunicación: USB, serie, I2C y SPI

Otro aspecto importante es la memoria, Arduino tiene tres tipos de memoria:

• SRAM: donde Arduino crea y manipula las variables cuando se ejecuta. Es un recurso limitado y debemos supervisar su uso para evitar agotarlo.
• EEPROM:  memoria no volátil para mantener datos después de un reset o apagado. Las EEPROMs tienen un número limitado de lecturas/escrituras, tener en cuenta a la hora de usarla.
• Flash: Memoria de programa. Usualmente desde 1 Kb a 4 Mb (controladores de familias grandes). Donde se guarda el sketch.

2.4. DISEÑO DEL CIRCUITO EN PCB:

Un circuito impreso o PCB en inglés, es una tarjeta o placa utilizada para realizar el emplazamiento de los distintos elementos que conforman el circuito y las interconexiones eléctricas entre ellos.

Los circuitos impresos más sencillos corresponden a los que contienen caminos de cobre (tracks) solamente por una de las superficies de la placa. A estas placas se les conoce como circuitos impresos de una capa, o en inglés, PCB.

Los circuitos impresos más comunes de hoy en día son los de 2 capas o 2 Layer PCB. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del diseño del físico del circuito (o PCB layout), pueden llegar a fabricarse hasta de 8 o más layers.

Diseño del circuito impreso del Proyecto Chaleco para ciclistas

2.5. MÉTODO DE PLANCHADO (PCB):

• Luego de tener el circuito terminado enviarlo a imprimir en papel Couche en un impresora a láser.
• Tomar medidas del circuito para saber  sus dimensiones y cortar un pedazo de la placa de cobre con exactitud, luego limpiado la suciedad de esta con una lija fina.
• Poner la impresión del circuito sobre la placa y hacer presión con una plancha caliente para hacer que el tóner se pegue en el cobre, quitar los restos del papel.
• En un recipiente vertir el ácido y colocar la placa, mover el recipiente cada cierto tiempo.
• Finalmente con sacar la placa secarla y remover el tóner con un lija no tan gruesa para evitar sacar el cobre.

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

En este video se explicará cada actividad desarrollada en el laboratorio.

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4. OBSERVACIONES:

• Se vio que al usar el pin 1 como entrada si se pone un resistencia de un valor alto esta no reconocerá la señal, debido a que el pin tiene una alta impedancia de entrada.
• Al realizar las modificaciones a la rutina de Ociosa se vio que es necesario aumentar la cantidad de variables para cumplir cada una.
• No se contó con suficiente ácido férrico.
• Algunas pistas de cobre se salieron debido a que eran muy delgada.

5. CONCLUSIONES:

• Logramos emplear correctamente las funciones y sentencias aprendidas en sesiones anteriores para modificar el código de las secuencias para que cumplan con las condiciones propuestas en el laboratorio.
• Se logró diseñar y quemar el PCB del Proyecto Chaleco para ciclistas, empleando correctamente el método de planchado.
• Aprendimos la manera correcta de emplear las condiciones para hacer modificaciones a las rutinas.
• Se vio la manera correcta de diseñar un PCB tipo shield, asi evitando conectar la placa con el arduino mediante pines.