Proyecto ARCE: "Aprendizaje de la Electrónica a través de la Robótica"
Aprobado en la Resolución del 28 de diciembre de 2009 (BOE 21 de enero de 2010)
Proyecto ARCE: "Aprendizaje de la Electrónica a través de la Robótica" |
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Lista de materiales para conectores aéreos y cables
Cantidad |
Valor |
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2 |
Conector RJ12 Macho aéreo de 6 terminales | |
2 |
Tiras de 0.5 m de cable plano de telefonía de 6 hilos. | |
2 |
Conector hembra para cable plano de 26 pines | |
1 |
Tira de 10 cm de cable plano de 26 hilos con marcado del pin 1 | |
4 |
Conector hembra para cable plano de 10 pines | |
2 |
Tira de 10 cm de cable plano de 10 hilos con marcado del pin 1 | |
3 |
Conector Molex Hembra de 2 vías | |
1 |
Conector Molex Hembra de 3 vías | |
10 |
Conector Molex Hembra de 4 vías | |
1 |
Conector Molex 6 pines Macho PCB | Terminación del cable DEBUGGER para conectar al programador externo |
55 |
Conector Molex 6 pines Hembra | |
1 |
Hembrillas para conector Molex Hembra | |
1 |
Conector DB9 aéreo Hembra | |
1 |
Carcasa SUBD9 | |
| Conector tipo jack Hueco Macho aéreo | ||
| Cable de colores para hacer los conectores Molex necesarios (Cantidad necesaria) | ||
Cable para conector DEBUGGER
El conector DEBUGGER es del tipo ICSP (In-Circuit Serial Programming), es decir responde a un esquema descriptivo de conexión como el siguiente.
Los materiales necesarios para su construcción en el extremos ICSP los vemos en la imagen inferior.
En la imagen vemos las hembrillas crimpadas listas para su inserción en el conector Molex hembra.
En las imágenes inferiores vemos a la izquierda el cable y el conector RJ12 preparados para ser crimpados y a la derecha el cable para el conector DEBUGGER ya finalizado.
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Cable para conector PROG
La conexión PROG entre la placa base del microrobot y el ordenador, es del tipo modem nulo, por lo que solo necesita tres líneas para realizarla, pero el cruce entre la transmisión y la recepción ya se ha hecho en la placa de circuito impreso, por lo que se deben realizar las siguientes conexiones:
DB9 |
RJ12 |
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1 |
Conectamos así: pin 2 con pin 2 pin 3 izdo con pin 5 dcho pin 5 izdo con pin 3 dcho |
1 |
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2 |
2 |
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3 |
3 |
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4 |
4 |
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5 |
5 |
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6 |
6 |
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En la imagen vemos el material correspondiente al conector DB9 hembra. El correspondiente al conector RJ12 es idéntico al visto anteriormente.
A continuación vemos el cable terminado.
Placa de periféricos vista por la cara de componentes antes de su montaje
Imágenes descriptivas de la placa de periféricos ya montada
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Placa de potencia (drivers), sensores y LCD vista por la cara de componentes antes de su montaje
Lista de materiales de la placa base
Cantidad |
Referencias |
Valor |
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5 |
C1,C2,C6,C11,C12 | 100 nF | |
1 |
C3 | 470 uF/25V Cuidado con la polaridad |
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2 |
C4,C5 | 27 pF | |
4 |
C7,C8,C9,C10 |
1 uF/100 V Cuidado con la polaridad |
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4 |
R1,R2,R5,R7 | 10K 1/4W | |
2 |
R3,R4 | 2k2 1/4W | |
1 |
R6 | 100Ω 1/4W | |
2 |
R8,R9 | 330Ω 1/4W | |
1 |
Q1 | Cristal de Cuarzo de 4 MHz | |
1 |
IC1(VER NOTA) |
PIC16F877A | |
| Zócalo PDIP de 40 pines | |||
1
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IC2 | 7805 | |
| Radiador TO-220 | |||
| Tornillo M3 | |||
| Arandela grover | |||
| Arandela plana | |||
| Tuerca M3 | |||
1
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IC4(VER NOTA) | MAX232 | |
| Zócalo PDIP de 16 pines Es conveniente colocarlo antes que los condensadores C7,C8,C9,C10 |
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1 |
LED1 | Diodo LED rojo de 3mm | Cuidado con la polaridad. En ambos casos el cátodo (patilla corta) va a masa. |
1 |
LED RC5 | Diodo LED verde de 3mm | |
2 |
Trozos de 2.5 cm de longitud de funda termorretráctil de Ф 1mm. Protegemos una de las patillas de los LEDS para evitar posibles cortos. |
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1
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JP1 SERVO1 SERVO2 |
Tira de pines o postes macho/macho de 36 pines Usamos 2 pines para JP1, 3 pines para SERVO1 y 3 pines para SERVO2 |
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| Jumper con tirante Cuidado porque el jumper JP1 puentea el 7805 que controla la alimentación del PIC16F877A. No debe estar colocado si alimentamos con una fuente de tensión en VDD superior a 7.5V respecto a VSS. |
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1 |
GND | Espadín redondo | |
1 |
S5 | Micro interruptor DIP 2 interruptores | |
2 |
S2,RC0 |
Pulsador PCB actuador largo Es conveniente colocar RC0 antes que C3 |
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1 |
S4 | Conmutador bola PCB | |
2 |
PROG,DEBUGGER | Conector RJ12 Hembra PCB de 6 terminales | |
1 |
CON1 – EXPANSION | Conector PCB Macho recto de perfil bajo de 26 pines en dos filas Cuidar en la colocación el pin 1 marcado con flecha ▼ junto abertura |
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2 |
CON2 - SENSORES, CON4 - LCD | Conector PCB Macho recto de perfil bajo de 10 pines en dos filas | |
1 |
CON3 | Conector Molex Macho de 3 vías para PCB | |
4 |
CON5,CON6, CON7,CON8 | Conector Molex Macho de 4 vías para PCB | |
1 |
X1 | Conector tipo jack Hueco Hembra para PCB | |
4 |
Separador 10 mm hexagonal Macho/Hembra de acero | ||
4 |
Separador 30 mm redondo de acero | ||
1 |
Porta pilas 4 x AA con cables | ||
1 |
Pack baterías size AA 2700 mAh NiMH | ||
NOTA: Inicialmente solamente debemos soldar los zócalos a la PCB sin insertar los circuitos integrados, cosa que haremos cuando describamos las pruebas iniciales de la placa ya montada. Téngase en cuenta que el micro controlador hay que grabarlo, al menos la primera vez, con un programador externo y que su extracción (dada su posición) es difícil. Aunque también veremos como el conector DEBUGGER permite la grabación en circuito ya que este conector es ICSP (In-Circuit Serial Programming). |
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Imágenes descriptivas de la placa de potencia (drivers), sensores y LCD
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| Los integrados de la PCB |
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| Imagen de la placa de potencia (drivers), sensores y LCD completamente montada sin la LCD |
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| Imagen de la placa de potencia (drivers), sensores y LCD completamente montada con la LCD |
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Placa base vista por la cara de componentes antes de su montaje
Lista de materiales de la placa de periféricos
Cantidad |
Referencias |
Valor |
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9 |
R1 a R9 | 330Ω 1/4W | |
7 |
R10 a R15 y R20 | 10K 1/4W | |
1 |
R19 | 4K7 1/4W | |
2 |
R16,R17 | 1K Ajustable horizontal | |
1 |
ALTAVOZ | Clema 2 terminales para PCB | |
1 |
TOCK-GND-INT | Clema 3 terminales para PCB | |
8 |
RB0 a RB7 | Diodo LED rojo de 3mm | Cuidado con la polaridad. En todos los casos el cátodo (patilla corta - chaflán) va orientada al chaflán en la serigrafía de la placa. |
1 |
LED | Diodo LED verde de 3mm | |
2 |
Q1,Q2 | Transistor BC547 Colocar según serigrafía de la placa. |
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1 |
DISPLAY | Display de 7 segmentos cátodo común Colocar según serigrafía de la placa. |
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1 |
RA0:RA5 | Micro interruptor DIP con 6 interruptores deslizantes | |
1 |
Conector PCB Macho recto de perfil bajo de 26 pines en dos filas Cuidar en la colocación el pin 1 marcado con flecha ▼ junto abertura |
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1 |
BUZZER | Buzzer CAF-4 Cuidado con la polaridad |
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1 |
JP3,JP4,JP5 DIS_ON y LED_ON JP8 a JP13 |
Tira de pines o postes macho/macho de 36 pines Usamos 2 pines para JP3,JP4,JP5,DIS_ON y LED_ON y 3 pines para JP8 a JP13. |
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10 |
Jumper con tirante | ||
Imágenes descriptivas de la placa base ya montada
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En la imagen vemos la idea de implementación de la plataforma denominada Monibot, diseñada por alumnos y profesores del IES Juan de la Cierva de Madrid y obtenida de su web.
Cables para programación. Introducción
La placa base del microrobot Monibot dispone de dos conectores hembra del tipo RJ12, uno denominado PROG y otro DEBUGGER y ambos permiten la programación del microcontrolador, como veremos seguidamente. El conector PROG permite la programación vía puerto serie y el conector DEBUGGER permite la programación en circuito del dispositivo.
¿Cual de ellos usamos y por qué?. La respuesta es que podemos usar ambos, pero con el conector DEBUGGER vamos a necesitar siempre un programador externo que implemente una conexión del tipo ICSP y en cambio con el conector PROG podemos realizar la programación del micro sin el uso del programador, pero en éste último caso será necesario grabar previamente en el micro un programa denominado bootloader.
Por lo tanto podemos concluir diciendo que la primera vez grabaremos en el microcontrolador el programa bootloader a través del conector DEBUGGER y a partir de este momento podremos usar el conector PROG para la grabación mediante el programa downloader sin necesidad de programador externo, aunque si se desea se puede seguir programando a través del conector DEBUGGER empleando el correspondiente programador con ICSP.
Destacar finalmente que la programación con el conector PROG requiere que la placa base esté alimentada y en cambio el DEBUGGER no lo requiere.
Vamos por tanto a explicar la composición y construcción de los cables en el orden en que los usaremos.
Lista de materiales de la placa de potencia (drivers), sensores y LCD
Cantidad |
Referencias |
Valor |
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1 |
EXP | Conector macho recto de bajo perfil doble fila para PCB de 26 pines. | |
1 |
LCD | Conector macho recto de bajo perfil doble fila para PCB de 10 pines. | |
1 |
SENSORES | Conector acodado 90º de bajo perfil doble fila para PCB de 10 pines. | |
2
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IC1, IC3 | CD40106 | |
| Zócalos de 14 pines | |||
1
|
IC2 | L293 | |
| Zócalo de 16 pines. | |||
1
|
LCD | LCD de 2 filas y 16 caracteres por fila. | |
| Tira de 16 pines torneados M/H de perfil bajo, de paso 2,54mm, para PCB. Colocar insertados en los machos de la LCD, colocar en su posición sujetando el conjunto con sus separadores de 11mm hexagonales para obtener la posición adecuada y finalmente soldar a la PCB. |
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| Tira de 16 pines torneados M/M de perfil bajo, de paso 2,54mm, para PCB. Soldar a la LCD |
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8 |
D1 a D8 | Diodos 1N4007 | |
6 |
R1,R3,R5,R7,R9,R11 | Resistencias de 220Ω y 1/4W. | |
6 |
R2,R4,R6,R8,R10,R12 | Resistencias de 18kΩ y 1/4W. | |
1 |
R13 | Resistencias ajustable de 10kΩ. | |
6 |
RD2,RA5,RD1,RA4, RD0,RD3 | Conectores Molex macho de 4 pines | |
3 |
MOT1, MOT2, PWR | Conectores Molex macho de 2 pines | |
1
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JP1 | Tira de pines o postes macho/macho de 3 pines | |
Jumper con tirante |
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6 |
Sensores de infrarrojos CNY70. | No van incluidos en la PCB. | |
2 |
Bumpers (finales de carrera) CT760C. | ||
2 |
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Separador metálico hexagonal de 11mm de longitud. | |
| Tornillo corto M3. | |||
| Tuerca M3. | |||
Cable para conectores de EXPANSION, LCD y SENSORES
El material necesario para construir estos tres conectores lo vemos en la imagen siguiente:
Los conectores vistos en detalle, donde apreciamos el marcado de la patilla 1 (▼) y las dos ranuras por donde debemos pasar el cable plano.
Vamos a describir el proceso para uno de los cables de 10 pines, siendo para los otros dos totalmente similar. En primer lugar introducimos el cable por la ranura de paso teniendo muy presente que el marcado del cable (rojo) debe coincidir con la marca del pin 1 del conector.
Ahora pasamos el extremos del cable insertado en el conector por la ranura de crimpado ajustando el extremo para que no sobresalga demasiado del conector y además quede alineado con el mismo. Si observamos la imagen vemos que aún no está crimpado.
Finalmente realizamos el crimpado del conector bien con unas pinzas de crimpado o bien en un tornillo de banco. En cualquier caso debemos presionar lo suficiente para que se realicen las conexiones y las presillas laterales se agarren, pero sin exceder la presión ya que corremos el riesgo de romper alguna de las presillas dejando al conector inutilizable. En la imagen siguiente podemos observar el cable ya crimpado y finalizado en ese extremo.
Ahora debemos proceder de igual forma en el otro extremo del cable, teniendo presente que la orientación del conector debe ser tal que el conjunto forme una Z, como vemos en la imagen.
En la siguiente imagen vemos el cable completamente finalizado y listo para su uso.
A continuación podemos ver el conjunto de cables necesarios para trabajar con la placa base de Monibot, la placa de periféricos y la placa de drivers y LCD.
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