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Curso de Robtica y aplicaciones a el Aula de Tecnologa
Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa
Pedro Alonso Sanz IES Joan Mir Enero 2009
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa1.- MANEJO DEL LABORATORIO ELECTRNICO VIRTUAL PROTEUS. ............................ 4 1.1.- ISIS (CAPTURA Y SIMULACIN DE CIRCUITOS ELECTRNICOS). ............................................. 4 1.1.1.- Introduccin. ............................................................................................................................. 4 1.1.2.- Captura Electrnica: Entorno Grfico (ISIS) .............................................................................. 5 1.1.3.- Depuracin de programas. ....................................................................................................... 9 1.2.- ARES (DISEO DE PLACAS). .............................................................................................. 17 1.2.1.- Diseo de un esquema con ISIS. .............................................................................................. 17 1.2.2.- Generacin del listado de conexiones Netlis to Ares. .......................................................... 211.2.2.1.- Entorno de Trabajo .......................................................................................................................... 22
1.2.3.- Creacin del tamao de la placa de PCB. ............................................................................... 22 1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa. ...................................................... 251.2.4.1.- Posicionamiento Automtico. ......................................................................................................... 25 1.2.4.2.- Posicionamiento Manual. ................................................................................................................ 26
1.2.5.- Rutado de la pistas. ................................................................................................................ 271.2.5.1.- Rutado Automtico. ........................................................................................................................ 28 1.2.5.2.- Rutado manual. ............................................................................................................................... 29
1.3.- CREACIN DE SMBOLOS EN ISIS Y ENCAPSULADOS EN ARES. .......................................... 34 1.3.1.- Creacin de una biblioteca de encapsulados en ARES. ........................................................... 34 1.3.2.- Creacin de un encapsulado en ARES. ................................................................................... 36 1.3.3.- Creacin de una biblioteca de smbolos en ISIS. ..................................................................... 39 1.3.4.- Creacin de un smbolo en ISIS. ............................................................................................. 41 2.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN MICROCONTROLADOR PIC. ...................... 47 2.1.- DIAGRAMA EN BLOQUES. ................................................................................................... 49 2.2.- M APA DE MEMORIA. ........................................................................................................... 50 2.2.1.- Memoria de Programa. .......................................................................................................... 50 2.2.2.- Memoria de Datos. ................................................................................................................. 50 3.- INICIACIN A LA PROGRAMACIN EN C EN UC PIC. ........................................................ 51 3.1.- COMPILADOR CCS................................................................................................................ 51 3.1.1.- Introduccin. ........................................................................................................................... 51 3.1.2.- Estructura de un programa. ................................................................................................... 51 3.1.3.- Constantes. ............................................................................................................................. 53 3.1.4.- Tipo de variables. .................................................................................................................... 54 3.1.5.- Operadores. ............................................................................................................................ 55a) Asignacin. ................................................................................................................................................ 55 b) Aritmticos. ............................................................................................................................................... 55 c) Relacionales. .............................................................................................................................................. 55 d) Lgicos. ...................................................................................................................................................... 55 e) De Bits. ...................................................................................................................................................... 56 f) Punteros. .................................................................................................................................................... 56
3.1.6.- Funciones. ............................................................................................................................... 56 3.2.- M ANEJO DE LAS DECLARACIONES DE CONTROL. ................................................................ 59 3.2.1.- If-Else. .................................................................................................................................. 60 3.2.2.- Switch-Case. ....................................................................................................................... 63 3.2.3.- For. ........................................................................................................................................ 66 3.2.4.- While. .................................................................................................................................... 70 3.2.5.- Do-While. ............................................................................................................................. 72 3.3.- CREACIN DE FUNCIONES. ................................................................................................ 74 3.4.- M ANEJO Y CREACIN DE DRIVER O LIBRERAS..................................................................... 80
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa4.- EJEMPLOS PRCTICOS. ......................................................................................................... 82 4.1.- INTERFACE OPTOACOPLADA ENTRE DISPOSITIVOS DIGITALES Y ANALGICOS ...................... 82 4.1.1.- Control con Rels. ................................................................................................................... 82 4.1.2.- Control con Optotransistores. ................................................................................................. 84 4.1.3.- Control con Optotriac. ............................................................................................................ 86 4.2.- CONTROL DE UNA PANTALLA LCD. .................................................................................... 88 4.2.1.- LCD_ejemplo1.c ...................................................................................................................... 91 4.2.2.- LCD_ejemplo2.c ...................................................................................................................... 92 4.2.3.- LCD_ejemplo3.c ...................................................................................................................... 93 4.2.4.- LCD_ejemplo4.c ...................................................................................................................... 94 4.2.5.- LCD_ejemplo5.c ...................................................................................................................... 95 4.2.6.- LCD_ejemplo6.c ...................................................................................................................... 96 4.2.7.- LCD_ejemplo7.c ...................................................................................................................... 97 4.3.- DIGITALIZACIN DE UNA SEAL ANALGICA CON EL SISTEMA DE ADQUISICIN DE DATOS...... 99 4.3.1.- Conversin_A/D_D/A.c ......................................................................................................... 101 4.3.2.- Conversin_A-D1.c................................................................................................................ 104 4.3.3.- Conversin_A-D2.c ............................................................................................................... 106 4.3.4.- Conversin_A-D3.c................................................................................................................ 107 4.4.- CONTROL DE VELOCIDAD Y SENTIDO DE GIRO DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA. ...... 109 4.4.1.- PWM1.c ................................................................................................................................ 110 4.4.2.- PWM2.c ................................................................................................................................ 111 4.4.3.- PWM3.c ................................................................................................................................ 115 4.5.- CONTROL DE UN SERVO DE POSICIN. ............................................................................. 117 4.5.1.- Control_2_Servos_Posicin.c ................................................................................................ 118 4.6.- DISEO DE MANDOS TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO FRECUENCIA. ................... 123 4.6.1.- Introduccin. ......................................................................................................................... 1234.6.1.1.- Transmisin serie asncrona. ......................................................................................................... 123 4.6.1.2.- Modulacin en AM. ....................................................................................................................... 124 4.6.1.3.- Protocolo de Comunicaciones entre el Mando y el Receptor. ...................................................... 124
4.6.2.- Ejemplo 1 (Transmisin Simple). ........................................................................................... 126 4.6.3.- Ejemplo2 (Transmisin Compleja). ....................................................................................... 131 4.6.4.- Apertura de una puerta. ....................................................................................................... 140 4.7.- DISEO Y CREACIN DE UN ROBOT RASTREADOR Y COCHE TELEDIRIGIDO. ....................... 146
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa 1.- Manejo del laboratorio electrnico virtual Proteus. 1.1.- ISIS (Captura y Simulacin de circuitos electrnicos).1.1.1.- Introduccin.El laboratorio virtual electrnico PROTEUS VSM de LABCENTER ELECTRONICS, nos permite simular circuitos electrnicos analgicos/ digitales y microprocesados. Es capaz de realizar simultneamente una simulacin hardware y software (Lenguaje de bajo y alto nivel Ensamblador y C respectivamente) en un mismo entorno grfico. Tambin enlaza con una herramienta que nos permite desarrollar las placas para realizar los prototipos. Para ello suministra tres potentes herramientas:x x x ISIS (Diseo Grfico) VSM(Virtual System Modelling) Simulacin de Componentes. ARES (Diseo de Placas).
Las herramientas tradicionales de diseo seguan el siguiente proceso:Desarrollo del software Pruebas del Prototipo
Diseo esquemtico del prototipo
Diseo de la Placa
Fabricacin de la Placa
Creacin del Prototipo
En caso de error en el prototipo se tiene que repetir el proceso
Con las herramientas de diseo tradicionales, el desarrollo del software y la comprobacin del prototipo, no puede realizarse hasta que este no se desarrolla. Esto puede suponer semanas de retraso. Si se localiza un error hardware, la totalidad del proceso se debe repetir.Desarrollo del software Fabricacin del Prototipo
Diseo esquemtico del prototipo
Simulacin del Circuito
Diseo de la Placa
Fabricacin de la Placa
En caso de error se depura hasta obtener los resultados adecuados
Usando Proteus VSM, el desarrollo del software puede comenzar tan pronto como el diseo esquemtico este acabado y la combinacin del hardware y el software nos permite testear el prototipo y ver si funciona.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa1.1.2.- Captura Electrnica: Entorno Grfico (ISIS)Isis es un programa de diseo electrnico que permite realizar esquemas que pueden simularse en el entorno VMS y/o pasarlos a un circuito impreso a travs del entorno de ARES. Posee una coleccin de bibliotecas de componentes. Permite crear nuevos componentes y su modelizacin para la simulacin. Sin entrar profundamente en este entorno (Requerira un libro solo para el entorno de ISIS), se va a explicar cmo dibujar cualquier circuito electrnico. El programa de ISIS posee un entorno de trabajo formado por una ventana de trabajo y barras de herramientas.
Comandos de Fichero e Impresin
Comandos de Edicin
Comandos de Visualizacin
Herramientas de Diseo
Barra de Mens
Ventana de Edicin Comandos de rotacin y reflexin Ventana de componentes y Biblioteca Modos de Trabajo
Ventana de Trabajo
Herramientas de Diseo Electrnico Comandos de dibujo Barra de estado Barra de simulacin
Para dibujar el circuito electrnico se deben primero seleccionar el modo componentes Component. y seleccionar el botn P de bsqueda de componentes Pick Devices en las bibliotecas.
Component. Pick Devices
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSe abre un men asociado a la bsqueda de componentes. Se busca el componente de dos maneras diferentes por categoras o poniendo el nombre o palabra clave en la ventana Keywords (Ejemplo: DAC0808_JOAN)
Permite localiza los componentes por nombre
Represente el smbolo del Componente en ISIS y si est simulado
Permite localiza los componentes por categora, clase y fabricante
Muestra el resultado de la bsqueda de los componentes a que bibliotecas pertenecen y una descripcin breve de cada uno de ellos
Represente el encapsulado del Componente en ARES es decir su encapsulado
Ventana de Edicin
Al localizar el componente adecuado se realiza una doble pulsacin y aparecer en la columna de dispositivos DEVICE. Se puede realizar esta accin tantas veces como componentes se quiera incorporar al esquema. Una vez finalizado el proceso se cierra la ventana de Comandos de Edicin bsqueda de componentes. Antes de situar los componentes en la Ventana de trabajo se pude comprobar la orientacin en la Ventana de Edicin y rotarlos con los Comandos de Edicin.Columna de Dispositivos DEVICE Una vez seleccionado el componente en la Columna de Dispositivos se pincha sobre la Ventana de Trabajo y este se posiciona. Si pulsamos ms veces sobre dicha ventana se insertaran componentes con una referencia automtica. (Tiene que estar activa para ello seleccionar TOOLS Real Time Anotation).
Si pasamos el ratn por encima del componente, aparece una X en la patilla del componente, esto nos indica que podemos tirar hilo hasta la siguiente pata de otro o el mismo componente.
Recorrido del Ratn
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaUna vez situado los componentes en la Ventana de Trabajo se pueden mover, rotar, copiar, borrar. Para ello se seleccionan con el botn derecho del ratn (Se ponen en rojo) y se seleccionan los Comandos de Edicin en Herramientas de Grupo Comandos de rotacin y reflexin para un solo elemento.
Rotar un solo componente
Rotar un conjunto de componentes
Cada componente electrnico se puede editar, se selecciona con el botn derecho del ratn (Se pone en rojo) y con el botn izquierdo se abre.Se puede cambiar su referencia y valor Se puede ocultar referencias, Valores, etc.
Se puede cambiar de encapsulado
Se puede excluir de la simulacin
Se puede excluir del diseo de la placa
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaPara la unin de diferentes componentes Sin Cables se pueden utilizar el Icono Inter-sheetTerminal de la caja de Herramientas de Diseo. Este abrir una ventana donde aparecen los diferentes terminales.
Terminal por defecto Terminal de entrada Terminal de salida Terminal Bidireccional Terminal de Alimentacin Terminal de masa Terminal bus
Terminal de entrada Terminal de Alimentacin
Terminal de masa
Terminal de salida
Si queremos unir cables en forma de bus se utiliza el Icono Diseo y etiquetarlos con el icono del Modo de TrabajoEtiquetado de Cable
de la caja de Herramientas de .Etiquetado de bus
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSe pueden introducir Generadores de seal, Voltmetros, Osciloscopios, etc. Utilizando los iconos de las Herramientas de Diseo.
Inter-sheet-Terminal (Terminales) Device Pin (Patillas de Componentes) Simulation Graph (Simulacin Grfica)
Tape Recorder (Grabadora)
Generator (Generador)
Voltaje Probe (Sondas de Tensin)
Current Probe (Sondas de Corriente)
Virtual Instruments (Instrumentos Virtuales)
Osciloscopio
Voltmetro (CA)
Generador de Tensin Sinusoidal
1.1.3.- Depuracin de programas.Una de las caractersticas importantes del PROTEUS VSM es la capacidad de depurar programas fuentes de distintos lenguajes de programacin (Lenguajes ensamblador, C , Basic, etc). La herramienta que se utiliza est en la barra de tareas llamada Source
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaCon la opcin aadir o remover ficheros fuentes Add/Remove Source files introducimos los fichero fuentes que queremos aadir a nuestro hardware y elegimos la herramienta de compilacin (Programa que traduce un lenguaje de programacin a cdigo Binario)
Ficheros Fuente
Cambiar el Fichero Fuente
Herramienta de Compilacin
Nuevos Ficheros Fuente
Quitar Ficheros Fuente
Con la opcin Define Code Generation Tools podemos introducir nuevos compiladores y depuradores de programas.
Se introduce el Compilador C de CCSC para uC PIC dentro del Proteus
Generador de Ficheros
Se introduce el Depurador de Programas en el Proteus
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaCon la opcin Setup External Text Editor podemos elegir el Editor de Texto.Editor de texto del Compilador CCSC Editor de texto del Proteus
La opcin Build All compila el programa fuente ejecuta el programa que traduce un lenguaje de programacin a cdigo Binario. Si hemos utilizado el editor de texto del Compilador CCSC este nos permite depurar el programa y ver los errores. Abrimos el Fichero Dec_Hex_Bin.c y ejecutamos el Icono CompileCompila un fichero no un proyecto
Al compilar se genera varios ficheros (ERR, HEX, SYM, LST, COF, PJT, TREE, STA) . El fichero con Dec_Hex_Bin.COF, nos permite depurar el Programa en el Proteus y el fichero Dec_Hex_Bin.HEX es el cdigo binario que se introduce de forma real al uC PIC. IES Joan Mir Pgina 11
Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaLa forma de introducir el fichero Dec_Hex_Bin.COF en un microcontrolador uC PIC es seleccionar lo con el botn derecho del ratn (El uC PIC se pondr en color rojo) y pulsar el botn izquierdo. Se abrir una ventana contextual e introduciremos el fichero.COF.
Pulsar con el botn derecho del ratn y despus con el botn izquierdo
Pulsar con el botn Izquierdo del ratn y buscar el fichero.COF deseado
La frecuencia del reloj se fija aqu independientemente del hardware que se utilice externamente (Cristal de Cuarzo)
Una vez cargado del microcontrolador con el programa fuente Dec_Hex_Bin.COF , se puede proceder a la simulacin del circuito empleando la Barra de Simulacin.
Marcha
Paso a Paso
Pausa
Stop
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaCon la opcin Marcha la simulacin se inicia (el botn se vuelve verde) y funciona en modo continuo. La simulacin no es en tiempo real. Con la opcin Stop la simulacin se para. Con la opcin Paso a Paso permite trabajar en tramos de tiempo predefinidos, permitiendo utilizar herramientas de depuracin. Esta opcin est asociada a la configuracin de Animacin, que est en la Barra de Mens en SYSTEM Set Animation Options.Tiempo de simulacin por cada uno de los Frames (Suele ser el valor inverso a Frames per Second) Se muestra las corrientes y tensiones de las puntas de prueba que tengamos en el circuito
Nmero de veces que la pantalla de ISIS se refresca en 1 Segundo
Se muestra en las patillas de circuitos de Lgica Digital unos cuadrito de color rojo 1 o azul 0
Los cables de los esquemas toman diferentes colores en funcin de la intensidad que pasen por ellos.
Incremento de tiempo que se desea cada vez que se pulsa la tecla Paso a Paso
Si los valores en la simulacin son inferiores a estos valores, no se visualizan los efectos de Animation Options
Se muestran en los cables de los esquemas el sentido de las Intensidades.
La opcin SPICE Options define las caractersticas de simulacin del sistema. Son parmetros que podemos manipular para obtener ms precisin en la simulacin (No se aconseja tocar si se desconocen) Si disminuimos los parmetros RELTOL, GMIN y PIVTOL el sistema converge antes, pero es menos preciso. Aqu , ya se puede simular (Animar) un sistema con microcontroladores .Lo ms interesante de una simulacin es la utilizacin de las herramientas de depuracin que contiene este sistema de desarrollo. A estas herramientas se accede pulsando primero Pausa de la Barra de Tareas y despus Debug de la Barra de Mens.
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Barra de Simulacin
Ejecucin de un programa sin puntos de ruptura.
Ejecucin de un programa hasta un tiempo determinado
Herramientas de Ejecucin de un programa Paso a Paso
Visualizacin de las variables creadas por el usuario y las propias del microcontrolador, con la simulacin en marcha.
Visualizacin del programa fuente para poder utilizar las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de las variables del sistema mientras se estn utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de los registros del uC utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de la memoria de datos del uC utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de la memoria de Programa del uC utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de la memoria Pila del uC utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
Visualizacin de la memoria EPROM del uC utilizando las herramientas de ejecucin paso a paso.
La ventana Watch Window es la ms verstil se pueden aadir variables propias y del uC y visualizarlas en plena simulacin.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi se pincha con el botn derecho del ratn sobre la ventana Watch Window aparece un men contextual siguiente:Permite aadir variables del uC PIC
Permite aadir variables propias
Permite poner puntos de ruptura al programa en funcin de determinadas variables
Permite seleccionar todas las variables
Buscar variables
Indica el Tipo de variables (Tiene que estar seleccionada la variable)
Muestra el formato de la variables Binario, Decimal, Hexadecimal, etc. (Tiene que estar seleccionada la variable)
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi queremos ejecutar un programa en modo depuracin, tenemos que realizar los siguientes pasos: 1.- Crear una carpeta para contener el hardware y el software Representacin en Binario, BCD, Hexadecimal 2.- Crear un Sistema Microprocesado con PIC en la ventana de trabajo de ISIS 3.- Generamos un programa en C Dec_Hex_Bin.c desde Source ADD/Remove Source filesNew. 4.- Compilamos el Programa desde CCSC. (Se genera el fichero. COF Dec_Hex_Bin.COF) 5.- Introducimos el fichero.COF Dec_Hex_Bin.COF dentro del uC PIC. 6.- Ejecutamos Paso a Paso Pause de la Barra de Simulacin. 7.- Pinchamos Debug y abrimos las ventanas siguientes:x x x x Watch Windows PIC CPU Source Code - U1 PIC CPU Variables - U1 PIC CPU Registers - U1
8.- Ejecutamos paso a paso el programa desde PIC CPU Source Code - U1 utilizando las Herramientas de Ejecucin y visualizamos como varan las variables y el hardware. Es conveniente poner puntos de ruptura y ejecutar de golpe el programa hasta dicho punto.
El triangulo indica la instruccin que se va a ejecutar
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSimulacin en modo continuo, no permite ver las ventanas de depuracin a excepcin de Watch Window Permite ejecutar una instruccin. Si es una subrutina o una funcin entra dentro de ella.
Habilita o deshabilita los punto de ruptura.
Ejecuta una instruccin, subrutina funcin de golpe
Trabaja de modo continuo hasta que encuentra un retorno de cualquier subrutina o funcin y sale de ella.
Trabaja de modo continuo hasta que encuentra un punto de ruptura.
1.2.- Ares (Diseo de Placas).En este manual de ARES se mostrar los pasos bsicos para realizar el rutado de una placa PCB, no se pretende ensear de forma precisa el manejo del programa pero s las funciones principales del mismo. Pasos a seguir:
1.2.1.- Diseo de un esquema con ISIS.Buscar componentes que tengan el encapsulado o huella (PCB)
Componente a buscar
Encapsulado(PCB)
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaDibujamos el esquema.
Antes de realizar la placa comprobar si algn componente tiene pines o patillas ocultas. Los Circuitos Integrados ocultan los pines de masa GND, VSS y alimentacin VCC , VDD.
Editamos el Componente
Si est la pestaa Hidden Pins indica que existen patillas ocultas
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Vemos que patillas estn ocultas pinchando sobre las pestana Hidden Pin
Patillas ocultas
Para que estas patillas GND VCC se conecten en un circuito real, se tienen que etiquetar los cables donde queremos unir. Seleccionamos de la barra Modos de Trabajo el icono etiquetado de cable Wire LabelEtiquetado de Cable
Wire Label
Modos de Trabajo
Buscamos una Masa Tierra GROUND. Seleccionamos el cable que est unido a ella con el botn derecho del ratn (Se pone rojo) y pulsamos el botn izquierdo. Se abre un men contextual y escribimos GND. E Buscamos una masa GND y seleccionamos el cable con el botn derecho del ratn.
Se abre el men contextual y escribimos GND.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaBuscamos el positivo de la Pila de 5V. Seleccionamos el cable que est unido a ella con el botn derecho del ratn (Se pone rojo) y pulsamos el botn izquierdo. Se abre un men contextual y escribimos VCC.Buscamos el positivo de la pila de 5V y seleccionamos el cable con el botn derecho del ratn.
Se abre el men contextual y escribimos VCC.
El resultado es el siguiente:Todos los componentes tienen que tener nombre (Ejemplo: R1, E2, etc ), si no lo tuvieran no apareceran en el diseo de la placa.
Nota: Cuando etiquetamoscon VCC el cable la simulacin no funciona
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1.2.2.- Generacin del listado de conexiones Netlis to Ares.Pulsamos el icono de Herramientas de Diseo ARESHerramientas de Diseo
Herramienta de diseo de placas PCB
ARESSi algn componente no tuviera mscara te pedira que la insertaras, aparece un men contextual: Dentro de una Biblioteca deSeleccionamos el Encapsulado componentes Componente sin encapsulado
Pulsamos con el botn izquierdo del ratn y aparecer aqu
Despus de asignar las mscaras a los componentes que no las tenan aparece la Aplicacin ARES
Aparecen todos los componentes que tienen encapsulado para el diseo de placas
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa1.2.2.1.- Entorno de TrabajoComandos de archivos y de Impresin Comandos de Visualizacin
File/Print Commands
Display Commands
Barra de Mens
Ventana de Edicin
Comandos de Edicin
Herramientas de Diseo
Editing CommandsHerramientas de Posicionamiento y Rutado
Layout Tools
Placing & Routing
Herramientas de emplazamientos de PAD
Pad PlacementHerramientas de diseo grfico
2D Graphics
Selector de Objetos
Ventana de Trabajo
Object Selector
Herramientas de Rotacin y Reflexin
Selector de Caras
Rotation & Reflection
Layer Selector
Barra de Estado
Test de errores
1.2.3.- Creacin del tamao de la placa de PCB.Una vez situados los componentes en el Selector de objetos Object Selector con las Herramientas de diseo grfico 2D Graphics seleccionamos la cuadrado 2D Graphics boxCuadrado
2D Graphics boxHerramientas de diseo grfico
2D Graphics
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaCon el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de placa Board Edge
Borde de placa
Board Edge
Selector de Caras
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el tamao de la placa. Ponemos las cotas y los agujeros para sujetar la placa a un soporte.
Borde de placa
Board EdgeCotas Agujeros para sujetar la placa a un soporte
Para poner los agujeros para sujetar la placa a un soporte buscamos en Herramientas de diseo grfico 2D Graphics seleccionamos el circulo 2D Graphics circle
Cuadrado
2D Graphics circleHerramientas de diseo grfico
2D Graphics
Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de placa Board Edge
Borde de placa
Board Edge
Selector de Caras
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el circulo. IES Joan Mir Pgina 23
Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaPara poner las Cotas, elegiremos si queremos trabajar en pulgadas o en milmetros. Si queremos milmetros vamos a los Comandos de Visualizacin y pinchamos sobre el icono Select Metric/ Imperial CoordinatesComandos de Visualizacin
Display Commands
Milmetros/Pulgadas
Select Metric/ Imperial Coordinates
Se visualiza en la parte baja derecha de la Ventana de trabajo.
Coordenadas X/Y en mm
Estas coordenadas X/Y son con respecto a el punto de origen que est en el centro de la Ventana de trabajo Si queremos resolucin a la hora de dibujar (Pistas, Cotas, Tamaos de Placa, etc.), tenemos que cambiarla, para ello vamos a la Barra de Mens y seleccionamos VIEW y cambiamos dicha resolucin. Una vez realizado los ajustes adecuados, procedemos a poner las cotas. Para ello, buscamos en Herramientas de diseo grfico 2D Graphics y seleccionamos Cotas Dimension object placement
Herramientas de diseo grfico
2D GraphicsCotas
Dinension object placement
Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de placa Board Edge
Borde de placa
Board Edge
Selector de Caras
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos las Cotas.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa 1.2.4.- Posicionamiento de los componentes dentro de la placa.Existen dos posibilidades a la hora de situar los componentes.
1.2.4.1.- Posicionamiento Automtico.Seleccionar en las Herramientas de Diseo Layout Tools el icono Posicionamiento Automtico dentro de la Placa Autoplace the components onto the board.
Herramientas de Diseo
Layout Tools
Posicionamiento Automtico dentro de la Placa
Autoplace the components onto the board
Se abre este men contextual marcamos las reglas de diseo y seleccionamos los componentes que queremos posicionar de forma automtica.Reglas de Diseo y Peso
Marcamos que componentes queremos posicionar de forma automtica
Restaurar valores
No obstante se puede posicionar determinados componentes de forma manual y el resto de forma automtica.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa 1.2.4.2.- Posicionamiento Manual.Seleccionamos el icono de Edicin y situacin de componentes Component placement and editing de Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing y aparecen los componentes de diseo de la placa en ISIS.
Edicin y situacin de componentes
Component placement and editing
Herramientas de Posicionamiento y Rutado
Placing & Routing
Componentes de diseo de la placa en ISIS
Selector de Objetos
Object Selector
Situamos los componentes en la placa, para ello posicionamos el ratn sobre la placa y pulsamos el botn izquierdo del ratn y el componente que este marcado en azul en el Selector de Objetos Object Selector se insertara en la placa.
Uniones entre componentes
Netlis
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaLos componentes puestos en la placa se pueden mover, cortar, copiar, etc con los Comandos de Edicin (Conjunto de componentes) y las Herramientas de Rotacin y Reflexin (Un solo componente). Se seleccionan el los componentes con el botn derecho del ratn (Se ponen en rojo) y despus se selecciona la herramienta que queremos utilizar (Rotar, mover, etc).Rotacin a Derecha de un componente (90) Rotacin a Izquierda de un componente (-90) Reflexin a Derechas de un componente Reflexin a Izquierda de un componente
Herramientas de Rotacin y Reflexin
Rotation & Reflection
Comandos de Edicin Deshacer o rehacer operaciones realizadas
Editing CommandsBorrar un conjunto de componente Rotacin de un conjunto de componente
Copiar un conjunto de componente Mover un conjunto de componente
1.2.5.- Rutado de la pistas.Existen dos posibilidades a la hora de realizar el ruteado. Pero antes de rutar, podemos marcar las estrategias de diseo. Para realizarlo nos vamos a la Barra de Men y seleccionamos System Set_Strategies Marcamos las estrategias para pistas de potencia y para pistas de seal.
Pistas de Potencia Tipo de prioridad Tamao de las Pistas Tamao de las Vas Tamao de las Vas Tipo cuello Pistas Horizontales y Verticales. Se trazan por las Capas Superiores Optimizar las esquinas
Tcticas de rutado
Tipo de Vas Normales Ciegas Superiores Ciegas Inferiores Ocultas
Reglas de diseo Distancia mnima entre PADs . Distancia mnima entre PAD y Pista . Distancia mnima entre Pista . Distancia mnima a Grficos. Distancia mnima al Borde de la Placa o Ranuras.
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Pistas de Seal
Pistas Horizontales y Verticales. Se trazan por las Capas Inferiores
1.2.5.1.- Rutado Automtico.Seleccionar en las Herramientas de Diseo Layout Tools el icono Diseo automtico de pistas Autorouter the conections specified by de ratsnest.
Herramientas de Diseo
Layout Tools
Diseo automtico de pistas especificadas por las conexiones
Autorouter the conections specified by de ratsnest
Se abre este men contextual marcamos las reglas de diseo y seleccionamos los componentes que queremos posicionar de forma automtica.
Son las estrategias de la Barra de Men seleccionando System y Set_Strategies
Opciones de Rutado Permiso de rutado Permiso de Ordenamiento Proteccin manual de las pistas trazadas manualmente
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaEl diseo quedara:
1.2.5.2.- Rutado manual.Para el rutado manual tenemos las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing
Edicin y situacin de componentes
Component placement and editing (Componentes del Diseo)
Edicin y situacin de las mascaras
Package placement and editing (Nos permite editar los encapsulados y aadir otros tipos de encapsulados que no son del proyecto). (Abre el director de Biblioteca de encapsulados)
Herramientas de Posicionamiento
Placing & Routing
Selecciona el Tipo de Pistas
Track placement and editing
Selecciona el Tipo de Vas
Via placement and editing
Planos de Masa o Alimentacin
Zone placement and editing
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi queremos tirar pistas por la cara de abajo de la placa procedemos de la siguiente manera: Seleccionamos el Tipo de Pistas Track placement and editing
Selecciona el Tipo de Pistas
Track placement and editingHerramientas de Posicionamiento
Placing & Routing
Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper
Tipo de Pista
Selector de Caras
Botton Cooper
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista de una patilla a otra siguiendo las uniones entre componentes Netlis.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi queremos tirar pistas por la cara de abajo, pasar por una va y tirar pistas por la capa de arriba procedemos de la siguiente manera: Seleccionamos el Tipo de Pistas Track placement and editing
Selecciona el Tipo de Pistas
Track placement and editing
Herramientas de Posicionamiento
Placing & Routing
Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper
Tipo de Pista
Bottom
Selector de Caras
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista Bottom Cooper de una patilla a otra siguiendo las uniones entre componentes Netlis, pulsas dos veces con el botn izquierdo del ratn segn estas trazando la pista, sale una VA y las pistas pasan a ser Top Cooper, seguimos trazando la pista y si pulsas otras dos veces con el botn izquierdo del ratn sale una VA y las pistas pasan a ser Bottom Cooper. Otra forma ms fcil es poner VA y trazar las pistas con Bottom Top Cooper . Selecciona el Tipo de ViasVia placement and editing
Pista Bottom Cooper
VIA Pista Bottom Cooper
Tamao de la VIA
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi queremos que una determinada zona de una cara sea un plano de masa o alimentacin podemos utilizar Zone placement and editing de las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing
Herramientas de Posicionamiento Planos de Masa o Alimentacin
Placing & Routing
Zone placement and editing
Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper
Tipo de Zona
Top Cooper
Selector de Caras
Layer Selector
Con el ratn nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la Zona que queremos de cobre. Aparece un men contextual donde decimos tamao de la zona de cobre, Zonas de clareo, etc.
Tamao de las Zona de Cobre
Clareo
La placa queda:
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Si queremos cambiar el tamao o la forma de los PAD de un determinado componente utilizar herramientas de emplazamientos de PAD Pad PlacementPAD Redondo PAD Cuadrado PAD tipo DIL Herramientas de emplazamientos de PAD
Pad Placement
Seleccionamos el tipo de PAD.
Tipo de PAP Tamao del PAP
Pinchamos el PAD de un componente de nuestro circuito y este se sustituye.Tamao del PAP Tamao del PAP
S50-25
S90-50
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaUtilizando las herramientas de diseo de placas que nos proporciona ARES tenemos como resultado el siguiente circuito:
1.3.- Creacin de smbolos en ISIS y encapsulados en ARES.1.3.1.- Creacin de una biblioteca de encapsulados en ARES.Para crear una Biblioteca propia en ARES, se deben primero seleccionar el modo de edicin y situacin de componentes Package placement and editing. y seleccionar el botn L de manejo de Bibliotecas Manage Libraries.
Edicin y situacin de los Encapsulados
Package placement and editing
Herramientas de Posicionamiento y Rutado
Placing & Routing
Manejo de Bibliotecas
Manage Libraries
Se abre un men contextual, donde podemos crearnos nuestra propia Biblioteca, aadir encapsulados de otra Biblioteca, borrar encapsulados, etc.
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Creacin de una Biblioteca
Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca Robtica_ARES y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus 6 Professional\Library.
Nos pedir un nmero mximo de Encapsulados.
Mximo 4000
Pulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robtica_ARES, podemos copiar componentes CONN-DIL8 de otras bibliotecas CONNECTORS. Seleccionamos el encapsulado y damos al icono de copiar Copy Items
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Biblioteca Robtica_ARES
Confirmacin de copia
1.3.2.- Creacin de un encapsulado en ARES.a) Dibujamos el componente sin PAD. Abrimos el ARES y seleccionamos Herramientas de diseo grfico 2D Graphics. Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos borde de encapsulado Top Silk y dibujamos el encapsulado.Borde de Encapsulado
Top Silk
Herramientas de diseo grfico
2D Graphics
Selector de Caras
Layer Selector
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologab) Le aadimos los PAD. Seleccionamos PAD Redondo de las Herramientas de emplazamiento de PAD Pad Placement los insertamos en el encapsulado dibujado.
PAD Redondo
Herramientas de emplazamientos de PAD
Pad Placement
Tamao del PAP
c) Editamos el PAD (Poner un nmero) Seleccionamos el PAD con el botn derecho del ratn del ratn El PAD se pone blanco y pulsamos el izquierdo. Numeramos el PAP U con 1.
Numeramos el PAP
d) Hacer el encapsulado y almacenarlo. Seleccionamos el encapsulado con el botn derecho del ratn (se pone en blanco), pinchamos sobre el icono de realizar un encapsulado Make Package de los Comandos de edicinComandos de Edicin
Editing Commands
Hacer el encapsulado
Make Package
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaAparece un men contextual y escribimos el nombre de la huella MOTOR-TRI_ROBOTICA su categora Connectors, tipo de agujero de PAD agujero pasante Through Hole y la biblioteca donde se almacena Robtica_ARES
Nombre del Encapsulado
Categora
Tipo de agujero del PAD
Biblioteca donde se almacena
e) Deshacer el encapsulado y almacenarlo. Seleccionamos el encapsulado con el botn derecho del ratn (se pone en blanco), pinchamos sobre el icono de deshacer encapsulados. Decompose de los Comandos de edicinComandos de Edicin
Editing Commands
Deshacer el Encapsulado
Decompose
Variamos el encapsulado, lo seleccionamos con el botn derecho del ratn y volvemos almacenarlo pulsando Make Package
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa1.3.3.- Creacin de una biblioteca de smbolos en ISIS.Para crear una biblioteca propia en ISIS, se deben primero seleccionar el modo componentes Component. y seleccionar el botn L de manejo de bibliotecas Manage Device Libraries.Component. Manage Device Libraries
Se abre un men contextual , donde podemos crearnos nuestra propia biblioteca, aadir smbolos de otra biblioteca, borrar smbolos, etc.Creacin de una Biblioteca
Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca Robtica_ISIS y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus 6 Professional\Library.
Nos pedir un nmero mximo de simbolos.
Mximo 4000
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaPulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robtica_ISIS, podemos copiar componentes 2N2907 de otras bibliotecas Bipolar. Seleccionamos el encapsulado y damos al icono de copiar Copy Items
Biblioteca Robtica_ISIS
Confirmacin de copia
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologa1.3.4.- Creacin de un smbolo en ISIS.a) Dibujamos el componente sin patillas. Abrimos el ISIS y seleccionamos Comandos de Dibujo
Comandos de Dibujo
b) Le aadimos pines patillas. Seleccionamos Patillas de Componentes Device Pin de las Herramientas de Diseo
Tipo de Pin
Patillas de Componentes Device Pin
Herramientas de Diseo
Ponemos los pines en el dibujo realizado, teniendo en cuenta lo siguiente:x x Que los caracteres no estn excesivamente prximos al pin (El pin no conectar con el hilo si esto ocurre y habra que descomponer el componente y modificarlo). Que el tipo de de rejilla sea mayor de Snap 50th (Ver View de la Barra de Mens), para poder insertar el hilo de forma ms cmoda.
c) Editamos el pin (Poner el nombre y nmero) Seleccionamos el pin con el botn derecho del ratn del ratn El pin se pone rojo y pulsamos el izquierdo. Nombramos al Pin U y lo numeramos 1.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaNombre Nmero
d) Hacer el smbolo y almacenarlo. Seleccionamos el smbolo con el botn derecho del ratn (se pone en rojo), pinchamos sobre el icono de realizar un dispositivo Make device de los Comandos de edicinComandos de Edicin
Make device Aparece un men contextual y escribimos el nombre del componente MOTOR-TRI_ROBOTICA y un parmetro de referencia M.
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaPulsamos Next aparece otra ventana donde podemos asignarle el encapsulado fsico (Si esta creado lo asignamos, se puede no asignar y pasar a la siguiente ventana contextual). Pulsamos aadir encapsulado Add/Edit .
Aadir Encapsulado
Aparece un men contextual donde pulsamos aadir el encapsulado
Aadir Encapsulado
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaAparece otro men contextual que abre el ARES y elegimos el encapsulado adecuado.
Elegimos el encapsulado adecuado MOTOR-TRI_ROBOTICA Ponemos la palabra clave MOTOR y aparecen diferentes motores
Vista del encapsulado
Aparece otro men contextual en el que podemos aadir pines y poner este encapsulado como principal.
Encapsulado por defecto
Aadir Pines
Usar Bibliotecas de ARES
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSi pulsamos asignacin de huella Assign Package(s) esta queda asignada al smbolo de ISIS
Se abre otro men contextual donde se puede introducir el modelo de componte simulado
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de TecnologaSe abre otro men contextual donde se puede introducir un documento donde se especifique sus caractersticas Data Sheet
Introduccin del Documento
Se abre otro men contextual donde se le asigna categora, Biblioteca.
Categora
Biblioteca
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Curso de Robtica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnologae) Deshacer el smbolo y almacenarlo. Seleccionamos el smbolo con el botn derecho del ratn (se pone en rojo), pinchamos sobre el icono de deshacer un dispositivo Decompose de los Comandos de edicinComandos de Edicin
Deshacer el smbolo
Decompose
Variamos el simbolo, lo seleccionamos con el botn derecho del ratn y la volvemos almacenarlo pulsando Make Device
2.- Principios de funcionamiento de un Microcontrolador PIC.Antes de definir un sistema digital basado en microcontroladores habra que definir un sistema basado en microprocesadores. Un microprocesador es bsicamente un chip que contiene la CPU (Central Proccesing Unit) que se encarga de controlar todo un sistema. Un sistema digital basado en un microcontrolador es un sistema abierto ya que su configuracin difiere segn a la aplicacin a la que se destine. Se pueden acoplar los mdulos necesarios para configurarlo con las caractersticas que se desee. Para ello se saca al exterior las lneas de sus buses de datos, direcciones y control de modo que permita su conexin con la memoria y los mdulos de entrada/ salida. Finalmente resulta un sistema implementado por varios circuitos integrados dentro de una misma placa de un circuito impreso.
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