ARDUINO: ENTRADAS-SALIDAS

Probaremos las entradas/salidas digitales, las salidas PWM y las entradas analógicas. Como práctica, regularemos el encendido de un diodo LED (salida PWM), dependiendo de la tensión de entrada que obtengamos en una entrada analógica. También construiremos un generador de 4 melodías, utilizando una salida digital de Arduino.

Los archivos de ejemplo que aparecen en el video, puedes descargarlos desde el siguiente enlace: ARDU_IN.rar

Arduino UNO dispone de 20 puntos de conexión: 14 Entradas/Salidas digitales, 6 de ellas podrían utilizarse como salidas PWM, y 6 entradas analógicas.

Las salidas PWM son de 8 bits, y están localizadas en los pines: 3, 5, 6, 9, 10 y 11.

Las funciones PWM hacen uso de los Timer para generar la señal de salida. Cada Timer puede controlar entre 2 y 3 de las salidas PWM. Para ello dispone de un registro de comparación por cada salida. Cuando se alcanza el tiempo correspondiente al valor del registro de comparación, la salida invierte su valor.

Cada salida conectada a un mismo temporizador comparte la misma frecuencia, aunque pueden tener distintos anchos de impulso (Duty cycle), dependiendo del valor de cada registro de comparación.

La frecuencia estándar para las salidas PWM en Arduino Uno, Mini y Nano es de 490 Hz para todos los pines, excepto para el 5 y 6 cuya frecuencia es de 980 Hz.

Al existir una asociación directa entre las salidas PWM y los Timer, es importante saber que no es posible utilizar un Timer en el programa si ya se está utilizando para controlar una salida PWM. Esta es la relación que existe entre los Timer y los controles PWM de Arduino Uno, Mini y Nano:

El Timer0 controla las salidas PWM 5 y 6
El Timer1 controla las salidas PWM 9 y 10
El Timer2 controla las salidas PWM 3 y 11

Por otra parte, la librería servo utiliza el Timer 1, de manera que tampoco podremos utilizar los pines 9 y 10 si estamos utilizando un servo.

Arduino: Entradas-Salidas

Cuando se utiliza una entrada analógica, es importante conocer el nivel de tensión máximo que vamos a muestrear. Nunca se deberían superar los  5V en las entradas, pero si podríamos utilizar umbrales máximos de menor tensión y mejorar la resolución de las medidas. Arduino dispone de la entrada AREF (pin 21 del ATmega328P) destinada para definir el nivel de tensión máximo de su conversor Analógico-Digital (ADC).

Elevalunas Renault #2

Desmontaje y reparación del elevalunas delantero izquierdo, en un Renault Laguna II. Esta avería surge a los 10 meses de haber montado un mecanismo nuevo. Puedes ver con más detalle el proceso de desmontaje y montaje en el video anterior:
Elevalunas Renault LAGUNA II

Descarga del documento de la primera reparación, año 2008:

REPARAR EL ELEVALUNAS

Si tienes un Renault Laguna y quieres resolver tus dudas o compartir tus experiencias con el coche, te aconsejo que visites el foro:
Foro Club Laguna

EL CIRCUITO IMPRESO #3

Fabricar un circuito impreso con una placa PCB virgen, fotosensibilizada para positivo. Partiendo de un fotolito que sacaremos con la impresora, utilizando láminas transparentes para impresoras láser, seguiremos todo el proceso paso a paso. Tanto el revelador como el atacador del circuito impreso, lo haremos con productos fáciles de localizar en tiendas de limpieza.

C_Impreso

Otros métodos para realizar tus propios circuitos impresos:
EL CIRCUITO IMPRESO #1
EL CIRCUITO IMPRESO #2

Electroválvula de riego

Las electroválvulas de riego se pueden controlar con un simple reloj horario, de tipo mecánico, pero también podrían formar parte de un sistema de riego mucho más elaborado y funcionar dentro de un invernadero industrial.Cultivos Dependiendo del tipo de cultivo, humedad y temperatura, un sistema de control inteligente podría controlar los horarios y periodos de riego de la forma más eficiente posible. Además de suponer un gran ahorro en tiempo, también se mejora la producción del cultivo. Antes de ponerse a diseñar un sistema de control de riego automático, es conveniente conocer las características y modo de funcionamiento de las electroválvulas.

Electroválvula de riego
Electroválvula de riego

El mecanismo de apertura/cierre de las electroválvulas de riego es bastante simple, pero al mismo tiempo eficaz.  La electroválvula dispone de dos tubos concéntricos, el de menor tamaño es por donde entra el agua, y está cerrado con una membrana de goma (cierre de la válvula). La membrana dispone en su parte superior de una cámara de aire/agua cerrada y un muelle que la oprime para asegurar el cierre. La cámara superior tiene un pequeño orificio que comunica el paso hacia la conducción de salida. Mediante la apertura de dicho orificio, se libera la presión de la membrana, la presión del agua vence la leve presión del muelle y se comunica el tubo de entrada con el de salida. La apertura/cierre de dicho orificio se realiza mediante un pequeño electroimán, normalmente alimentado con 24V.

Termómetro digital para fluidos

Utilizar el kit de reloj LED FC-209, como medidor de temperatura para fluidos. Para realizar esta modificación, sólo tenemos que sustituir el sensor de temperatura DS18B20 por otro del mismo tipo, pero con encapsulado en acero inoxidable. DS18B20A pesar de que el nuevo sensor que instalemos sea del mismo modelo que el original, es muy posible que no funcione con el firmware que viene cargado al comprar el kit… y será necesario actualizarlo. Si cargamos la versión 5 del firmware (disponible en el blog), además de disponer de un termómetro para fluidos, también dispondremos de las funciones de reloj con cambio automático de hora, despertador, cronómetro y alarmas.

Sensor: DS18B20 (pineado)
Sensor: DS18B20 (pineado)

Es muy importante no equivocarse al conectar el sensor de temperatura, porque si lo alimentamos al revés nos quedaremos sin sensor. Si no viene información técnica con la correspondencia entre los colores del cable y los pines de conexión del sensor, tendremos que averiguar su correspondencia haciendo medidas comparativas con otro sensor del  mismo modelo.

La versión 5 del firmware, instalada en este montaje, puedes descargarla de forma gratuita desde el siguiente enlace:

J_RPM_v5_EC1204B.HEX

Configuración del Reloj LED (v5)
Configuración del Reloj LED (v5)

Los menús de configuración y manejo de este Termómetro-Reloj, los puedes ver en la imagen anterior.

Reparación ARDUINO UNO

Sustitución del interface USB (ATMEGA 16U2) y del regulador de 5V (AMS1117), en el Arduino UNO. Localización de los componentes de Arduino UNO v3, siguiendo su esquema eléctrico. Descarga del software FLIP de ATMEL, y proceso de instalación en el PC. Recarga del fichero ‘flash’ correspondiente al Arduino UNO, en el nuevo chip (ATMEGA 16U2) que se ha sustituído. Comprobación de funcionamiento del módulo Arduino UNO, después de la reparación.

Esquema: Arduino UNO (v3)
Esquema: Arduino UNO (v3)

Para sustituir el chip ATMEGA 16U2 es necesario disponer de un soldador de aire caliente. Sin embargo, el regulador de 5V (AMS1117), a pesar de que es un componente SMD, podría sustituirse con un soldador para electrónica de tipo convencional.  Como podemos ver en el esquema anterior, el chip ATMEGA 16U2 es un micro controlador programable, y es necesario cargar un fichero  en su memoria ‘flash’ cuando se sustituye. Para programar la memoria ‘flash’ utilizaremos el software del fabricante ATMEL, el cual podemos descargar desde su página Web en el siguiente enlace:

 http://www.atmel.com/tools/flip.aspx

Una vez que hayamos conectado el módulo Arduino con el PC, mediante su conexión USB. Podremos comprobar con el administrador de dispositivos de Windows si nuestro PC necesita el driver o ya lo tiene instalado. En caso de que tengamos que instalar el driver, lo haremos apuntando a la carpeta en la cuál hayamos instalado el software FLIP…

C:\Program Files (x86)\Atmel\Flip 3.4.7

Una vez que haya detectado el dispositivo nuestro PC, podremos cargar el archivo ‘flash’ que se corresponda con nuestro dispositivo Arduino (UNO, Mega, etc). El archivo que tenemos que cargar está en formato hexadecimal, y lo podemos encontrar en nuestro PC, dentro de la carpeta de Arduino

C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\firmwares\atmegaxxu2\arduino-usbserial

Software: FLIP
Software: FLIP

Dentro de esta carpeta encontraremos varios ficheros, elegiremos el que se corresponda con nuestro dispositivo Arduino. Por ejemplo para el Arduino UNO, podemos cargar el fichero:

Arduino-usbserial-atmega16u2-Uno-Rev3.hex 

Puedes ver la reparación y todo el proceso de programación en el siguiente video:

Stick LED programable #2

Personalización de los textos y gráficos que aparecen en el Stick LED, modificando el firmware con un editor hexadecimal. Instalación del software de control Stick.exe y programación del texto que se almacena en la memoria RAM del Stick LED.

Puedes descargar este software de forma gratuita desde el siguiente enlace: Install_Stick_v1.04.rar

Este programa funciona bajo Windows.  Para instalar hay que descomprimir el archivo .rar  y ejecutar el archivo .exe siguiendo las indicaciones del instalador.

Para modificar  los textos fijos de la memoria ROM, es necesario editar el fichero del firmware antes de programar el micro controlador AT89S52. Podemos utilizar cualquier editor hexadecimal, o hacerlo desde el propio interface de programación. En total se pueden modificar 19 mensajes, los 4 primeros dobles (8 mensajes) y los 11 siguientes simples.  La matriz completa de cada mensaje está compuesta por 48 columnas y 16 filas (número de diodos LED del Stick). La imagen completa tiene una resolución de 16×48 = 768 pixel. Para poder escribir los textos de forma sencilla,  el firmware utiliza un Font de caracteres de 16×6, y así los textos se introducen en ASCII, pudiendo editarse directamente desde el teclado del PC.

Editar ROM
Editar ROM

Como puede apreciarse en la imagen anterior, todos los caracteres deben escribirse en la ROM con letras mayúsculas. Los caracteres de la tabla que se muestran con el fondo de color verde, están asociados a los gráficos que se almacenan en la ROM. En total hay 6 gráficos almacenados, y cada uno de ellos ocupa 4 códigos de la tabla. La correspondencia de los códigos de algunos caracteres en minúscula de la tabla ASCII, son traducidos en gráficos cuando se muestran en el Stick LED.

Interface RS-232
Interface RS-232

Para poder modificar el mensaje doble que se almacena en la memoria RAM, es necesario intercalar un interface entre el Stick y el PC o dispositivo móvil. En este caso he utilizado un interface convencional RS-232 (ver imagen anterior). También podría utilizarse un interface TTL-USB, TTL-Bluetooth, etc.

Software: Stick.exe
Software: Stick.exe

En la imagen anterior se muestra la pantalla del software de programación Stick.exe. Una vez conectado el puerto serie del PC con el Stick siempre encendido y mediante el interface, sólo sería necesario editar los dos textos y enviarlos. El software mostrará un acuse de recibo al final del envío, o mostrará un mensaje de error en caso de que no se reciba la confirmación desde el Stick.