jueves, 29 de abril de 2010

"Instrumentos" (TPNº2) --- Séptima Clase

Jueves 29 de Abril - Hoy estuvimos realizando el TPNº2; en el transcurso de la práctica aprendimos el funcionamiento básico de algunos instrumentos como el osciloscopio digital (Gw Instek --- Mod: GDS-2062) y un generador de señales (Gw Instek --- Mod: SFG-2010).

GENERADOR DE FUNCIONES - OSCILOSCOPIO DIGITAL

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-En el siguiente video está resumido todo lo que hicimos en el desarrollo del trabajo:


Con estas fórmulas podemos calcular cuál es la tensión y la corriente (máximas) que pueden pasar por la carga:

NOTA: Los osciloscopios digitales permiten almacenar las imágenes que se observan en la pantalla mediante un dispositivo USB; para guardar una hay que conectar la memoria al puerto USB del instrumento y apretar el botón "HardDrive".

miércoles, 28 de abril de 2010

Complemento teórico --- Sexta clase

Miércoles 28 de abril - Hoy vamos a dar una introducción teórica de algunos de los componentes e instrumentos a utilizar en los próximos trabajos prácticos:
Comenzamos con el integrdo LM555: Este es un circuito integrado temporizador que al estar asociado con unos pocos componentes externos (resistores y condensadores, principalmente) se puede utilizar para generar pulsos de corriente, temporizar eventos y otras aplicaciones, tanto analógicas como digitales. Posee dos modos básicos de operación: el astable o reloj y el monoestable o temporizador:

-En el modo astable el circuito entrega una corriente constante y en el monoestable suministra una corriente de determinada duración. La frecuencia y el ancho del pulso se programan externamente mediante resistoresy condensadores adecuados.

Esta es la hoja de datos del componente - versión en inglés: Datasheet LM555 (Archivo PDF)


Uno de los instrumentos de medida que vamos a utilizar es el osciloscopio; con él podemos representar gráficamente señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como digitales, nosotros vamos a utilizar uno del tipo digital que presenta algunas ventajas que más adelante vamos a nombrar.
En un osciloscopio existen, básicamente, dos tipos de controles que son utilizados como reguladores con los cuales se puede modificar la escala en los distintos ejes y acomodar la señal en la pantalla para efectuar las mediciones (Esto es así en los osciloscopios analógicos donde se acomoda la señal a través de perillas, los digitales poseen una función que efectúa este trabajo automáticamente oprimiendo un botón denominado "Autoset").


Otro instrumento que vamos a utilizar es el generador de funciones, esta es una herramienta que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. La salidas más frecuentes son ondas senoidales, triangulares y cuadradas (Exiten algunos tipos que también generan señales tipo diente de sierra). Las frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fracción de hertz hasta varios cientos de megahertz.

jueves, 22 de abril de 2010

Diseño de Micro-controlador --- Quinta clase

Jueves 22 de Abril - Ya concluido el trabajo en PCB tenemos que llevar nuestro diseño a la práctica imprimiendo el circuito para luego plancharlo en la placa. Esto se realiza de la siguiente manera:
1)Con el diseño de PCB abierto vamos a "file" y luego a "print/preview", esto nos abre un nuevo archivo con extensión .PPC.
2)En la ventana que se abre vamos a ver nuestro circuito completo visto en lo que sería la hoja a imprimir. A la izquierda de esta pantalla hay un cuadro en el que se efectúan las configuraciones de la impresión. En este cuadro hay que elegir la opción que aparece por debajo del tipo de impresora, darle click derecho y elegir "properties".
3)En la ventana que aparece hay que modificar una serie de opciones:
-PARA EL LADO DE COBRE: Primero le damos el nombre que deseemos en "Printout name"; después, en la solapa "layers" agregamos y quitamos capas con "add"-"remove" hasta dejar en la lista la "Multilayer", la "Bottom layer" y la"Keep out layer" en ese orden. En las opciones de los costados hay que dejar tildadas: "Show holes" y "Black & white". Apretamos Close y ya está lista para imprimir la parte de la placa referida al lado de cobre.
-PARA EL LADO DE PERTINAX: En el cuadro de la izquierda hacemos click derecho y elegimos esta vez la opción "insert printout". En principio las opciones a modificar son las mismas: le damos un nombre primero; después cambiamos las capas de la lista (en este caso son necesarias las capas "Top layer", "Top overlay"y "Keep out layer".); después tildamos las opciones: "Mirror layers"y "Black & white".
Una vez superada esta instancia el diseño ya está listo para ser impreso.

martes, 13 de abril de 2010

Diseño de Micro-controlador --- Cuarta clase

Jueves 8 de Abril - Finalizamos con el diseño en PCB. Cuando ya tenemos todo listo: la distribución de los componentes, establecido el recorrido de las pistas, ubicados los posibles puentes y agregados todos los detalles que deseemos (Recuerden que si realizan inscripciones en la bottom layer deben estar en lado espejo), es conveniente efectuar un último paso: crear una masa (tierra, GND) general. Para esto sigan los siguientes pasos:
1)Van a "Design"-"rules..."(solapa routing).
2)Hacen click en "add" (clearance constraint).
3)En la ventana que se abre hay que seleccionar en la primera solapa la opción "object kind".
4)El "minimum clearance" en 40 mil -OK- y cierran esta ventana.
5)Ahora, parados en la bottom layer, presionan "p" y seleccionan "polygon plane".
6)En la solapa de "connect to net" eligen "GND". Marcan las dos tildes que siguen abajo y las dos últimas medidas en 12 y 8 mil.
7)Cuando dan el OK deben marcar los bordes de la plaqueta y después de esto se va a generar automáticamente la GND general.

Mirá estas imágenes y entendé un poco más en qué consiste esto:



-El circuito terminado en PCB a nosotros nos quedó así:



Este es el trabajo completo en Protel 99 SE:
TPNº1 terminado

Diseño de Micro-controlador --- Tercera clase

Jueves 01 de Abril - Comenzamos el diseño en PCB -Las librerías hay que cargarlas antes de traer el diseño del esquemático-. En la pantalla del PCB los componentes van a aparecer desordenados, lo que hay que hacer es ubicarlos de manera conveniente para luego hacer las pistas y que quede lo más simple posible. Para simplificar esta tarea es aconsejable dividir el circuito en zonas, por ejemplo:

De esta forma el trabajo se realiza de forma más ordenada.

Hay varias formas de unir los componentes, puede ser de manera automática o manual:

Automática: Usando el "Auto route" ("Tools", "Auto rute", "All", "Route all").

-Simplifica mucho la conexión de componentes puesto que resuelve el recorrido de las pistas automáticamente y ahorra tiempo de diseño.
-El circuito con el auto route puede quedar mucho más complejo ya que intenta establecer las conexiones sin realizar puentes; si por alguna razón no existe forma de interconectar algo, no se generarán puentes automáticamente y en esos casos marcará un error, se superpondrán pistas y puede hacerse engorroso el hecho de corregirlo.

Manual: Uniendo componentes con los tracks ("P"+"T"):

-Podemos realizar el circuito de forma independiente y efectuar las conexiones de manera mucho más prolija, utilizando los recursos que sean necesarios para cada caso.
-Este método es más complicado de llevar a cabo y requiere más tiempo pero el resultado final será mejor que el del método anterior ya que es llevado a cabo por uno y a gusto propio y no según el criterio de una máquina.

Una de las formas de ahorrar espacio en el diseño y facilitar el trazado de las pistas es haciendo puentes (En la solapa "bottom layer" apretamos "p"+"p", con esto creamos un pad que hay que colocar en los extremos a conectar; después, en la "top layer", apretamos "p"+"t" y unimos los dos puntos para general el puente).

Es importante recordar en qué capa se trabaja con cada cosa:
-El circuito se realiza en la "Bottom layer"(Si se desea hacer alguna inscripción también puede realizarce en esta capa -Para esto se presiona "p"+"s").
-La distribución de los componentes en la "Top layer".
-El marcado de los límites de la placa en la "Keep out layer" y la cota de medida en la "Mechanical 1"( "p"+"d").

Cuando la distribución de los componentes está terminada hay que marcar los límites de la placa, para esto vamos a la keepout layer y presionamos "p"+"t", las rectas que se van a poder crear determinarán el tamaño de la placa.

jueves, 8 de abril de 2010

Diseño de Micro-controlador --- Segunda clase

Jueves 25 de Marzo - Empezamos con el diseño de la placa, generando el circuito esquemático en el protel. Previo a esto tuvimos que remover las librerías predeterminadas del programa para luego reemplazarlas por otras más completas, acá les pasamos el link en donde pueden descargarlas: Librerías (Las librerías contienen modelos de los distintos componentes que pueden utilizarse para generar las placa).

-----COMO REMOVER----------------COMO AÑADIR-----
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IMPORTANTE: Antes de comenzar el diseño es conveniente conocer las dimensiones de los componentes para no tener problemas a la hora de armar el circuito impreso. Si el modelo del componente no aparece en la librería es posible generar uno propio. Para esto tenemos que crear un nuevo archivo (dentro de la carpeta "documents" en el archivo "*.ddb") llamado "PCB Library Document". Esto abre una pantalla como la del PCB, en la solapa "top overlay" se crea el borde del componente con "p"+"t"; después, en la solapa "mechanical 1", se pueden agregar las cotas (se va a "view", "toolbars", "placements tools" y se elige la opción de cotas en la barra de herramientas (NOTA: Esto solo se utiliza para medir las dimensiones de la foot-print pero antes de llevarlo al PCB las cotas deben ser eliminadas), en la solapa "top overlay" se ponen los pads con "p"+"p" y con doble clic se puede modificar su tamaño; por último, para establecer un punto de anclaje del componente a la pista se va a "Edit", "Set reference", "location". Guardamos la footprint y cargamos las nuevamente las librerías en el PCB (El archivo "*.DDB") Estos son los pasos para modificar las librerías del PCB, es posible que necesiten utilizarlo más adelante.

Edición de librerías:

Una vez estamos en la ventana de diseño esquemático hay que comenzar a disponer los componentes; para hacer el circuito nos guiamos con la hoja de datos del microcontrolador PIC16F84A en la que se encuentra el esquema de la conexión de los componentes.
En el siguiente archivo están los pasos detallados para pasar del esquemático al PCB; más abajo también van a encontrar el gráfico del circuito:
Instrucciones

El esquemático a nosotros nos quedó así:
(Hacé click sobre la imagen para verla mejor).


Existen formas de simplificarlo. Por ejemplo: Para la conexión de los resistores con el integrado y el display en lugar de usar una pista común se puede emplear una conexión que se encuentra con el nombre de "bus" y que se crea apretando la letra "p" del teclado y eligiendo la opción, sobre ésta se disponen una serie de terminales (los "bus entry")y a estos se les asigna un nombre (con la opción "net label"), el mismo para cada conexión que se desea efectuar (Esto es simplemente para mejorar el diseño visualmente en el esquemático, pero en lo que se obtiene cuando se lleva el archivo a PCB no influye hacerlo de una forma u otra).
Cortesía del grupo 3 (Gracias Alonso y Mahr)
NOTA: Un problema que tuvimos al conectar los componentes fue debido a que los nodos se generaban en el extremo de los mismos (Si sucede esto entonces más adelante van a aparecer errores). Para solucionarlo se puede eliminar la conexión seleccionándola y apretando "Ctrl"+"del" y luego separando el componente de la pista (para crear un nodo apretamos "p"+"j").

Diseño de Micro-controlador --- Primera clase

Jueves 18 de Marzo - Comenzamos con una introducción acerca del manejo del programa de diseño de placas electrónicas "Protel 99 SE". Acá dejamos un link para que puedan ver el manual de esta aplicación: Manual protel.

Por nuestra parte vamos a ir aclarando ciertos puntos que nos generaron dudas a medida que avanzamos en el trabajo.

Les pasamos el link para descargar el programa: Protel 99 SE .
Este es el Protel ya instalado, lo único que tienen que hacer es descomprimirlo en la carpeta C://Program Files/

Acá les pasamos la mayoría de los shortcuts utilizados (Igualmente los iremos repitiendo amedida que avanzemos en el TP):
Usados en el esquemático:
♦ Wires (Usadas para unir los componentes en el esquemático): "P"+"W"
♦ Bus (Usadas para simplificar la visualización del circuito en el esquemático): "P"+"Seleccionar *Bus*"
♦ Bus Entry (Usadas para unir los componentes con el "Bus"): "P"+"Seleccionar *Bus Entry*"
♦ Net Label (Usadas para identificar las uniones de conexción entre componentes utilizando el "Bus"): "P"+"Seleccionar *Net Label*"
♦ Crear Nodo (Unir varias ramas *Solo esquemático*): "P"+"J"
Usados en el PCB y en la creación de footprints:
♦ Tracks (Usadas en el PCB para unir componentes y determinar el tamaño de la placa y de los componente): "P"+"T"
♦ Cambio de unidades [Pasar de mils a milimetros (1mil = 0.0254mm; 10mils = 0.254mm; 100mils = 1 Pulgada) y viceversa]: "Q"
♦ Cotas (Usadas en el PCB y en el diseño de librerías): "P"+"D"
♦ Pads ("Patas" del componente, extremos de un puente): "P"+"P"
♦ String (Escibir en la placa, espejar antes de terminar): "P"+"S"
♦ Mirror (Espejar): "Doble click en inscripción"+"Clickear en la casilla *Mirror*"
♦ Cambiar; ocultar; esconder (Anotaciones de los componentes): "Doble click en inscripción"+"Clickear en *Hide* (para ocultar)"
♦ Masa general (Despues de crear la regla): "P"+"G"
Usados en ambos (esquemático, PCB y footprints):
♦ Zoom (Acercar): "Av Pág"
♦ Zoom (Alejar): "Re Pág"
♦ Zoom (Maximo acercamiento posible): "CTR"+"Av Pág"
♦ Seleccionar: "Mantener click izquierdo"+"Arrastar"
♦ Deseleccionar: "X"+"A"
♦ Borrar (Primero seleccionar): "CTR"+"SUPR"