Curso de Robótica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnología

Transcripción

1 Curso de Robótica y aplicaciones a el Aula de Tecnología Curso de Robótica y otras aplicaciones en el Aula de Tecnología Pedro Alonso Sanz IES Joan Miró Enero 2009 IES Joan Miró Página 1

2 1.- MANEJO DEL LABORATORIO ELECTRÓNICO VIRTUAL PROTEUS ISIS (CAPTURA Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS) Introducción Captura Electrónica: Entorno Gráfico (ISIS) Depuración de programas ARES (DISEÑO DE PLACAS) Diseño de un esquema con ISIS Generación del listado de conexiones Netlis to Ares Entorno de Trabajo Creación del tamaño de la placa de PCB Posicionamiento de los componentes dentro de la placa Posicionamiento Automático Posicionamiento Manual Rutado de la pistas Rutado Automático Rutado manual CREACIÓN DE SÍMBOLOS EN ISIS Y ENCAPSULADOS EN ARES Creación de una biblioteca de encapsulados en ARES Creación de un encapsulado en ARES Creación de una biblioteca de símbolos en ISIS Creación de un símbolo en ISIS PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN MICROCONTROLADOR PIC DIAGRAMA EN BLOQUES MAPA DE MEMORIA Memoria de Programa Memoria de Datos INICIACIÓN A LA PROGRAMACIÓN EN C EN UC PIC COMPILADOR CCS Introducción Estructura de un programa Constantes Tipo de variables Operadores a) Asignación b) Aritméticos c) Relacionales d) Lógicos e) De Bits f) Punteros Funciones MANEJO DE LAS DECLARACIONES DE CONTROL If-Else Switch-Case For While Do-While CREACIÓN DE FUNCIONES MANEJO Y CREACIÓN DE DRIVER O LIBRERÍAS IES Joan Miró Página 2

3 4.- EJEMPLOS PRÁCTICOS INTERFACE OPTOACOPLADA ENTRE DISPOSITIVOS DIGITALES Y ANALÓGICOS Control con Relés Control con Optotransistores Control con Optotriac CONTROL DE UNA PANTALLA LCD LCD_ejemplo1.c LCD_ejemplo2.c LCD_ejemplo3.c LCD_ejemplo4.c LCD_ejemplo5.c LCD_ejemplo6.c LCD_ejemplo7.c DIGITALIZACIÓN DE UNA SEÑAL ANALÓGICA CON EL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS Conversión_A/D_D/A.c Conversión_A-D1.c Conversión_A-D2.c Conversión_A-D3.c CONTROL DE VELOCIDAD Y SENTIDO DE GIRO DE MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA PWM1.c PWM2.c PWM3.c CONTROL DE UN SERVO DE POSICIÓN Control_2_Servos_Posición.c DISEÑO DE MANDOS TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO FRECUENCIA Introducción Transmisión serie asíncrona Modulación en AM Protocolo de Comunicaciones entre el Mando y el Receptor Ejemplo 1 (Transmisión Simple) Ejemplo2 (Transmisión Compleja) Apertura de una puerta DISEÑO Y CREACIÓN DE UN ROBOT RASTREADOR Y COCHE TELEDIRIGIDO IES Joan Miró Página 3

4 1.- Manejo del laboratorio electrónico virtual Proteus ISIS (Captura y Simulación de circuitos electrónicos) Introducción. El laboratorio virtual electrónico PROTEUS VSM de LABCENTER ELECTRONICS, nos permite simular circuitos electrónicos analógicos/ digitales y microprocesados. Es capaz de realizar simultáneamente una simulación hardware y software (Lenguaje de bajo y alto nivel Ensamblador y C respectivamente) en un mismo entorno gráfico. También enlaza con una herramienta que nos permite desarrollar las placas para realizar los prototipos. Para ello suministra tres potentes herramientas: ISIS (Diseño Gráfico) VSM(Virtual System Modelling) Simulación de Componentes. ARES (Diseño de Placas). Las herramientas tradicionales de diseño seguían el siguiente proceso: Diseño esquemático del prototipo Diseño de la Placa Fabricación de la Placa Creación del Prototipo Desarrollo del software Pruebas del Prototipo En caso de error en el prototipo se tiene que repetir el proceso Con las herramientas de diseño tradicionales, el desarrollo del software y la comprobación 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. Diseño esquemático del prototipo Desarrollo del software Simulación del Circuito Diseño de la Placa Fabricación de la Placa Fabricación del Prototipo En caso de error se depura hasta obtener los resultados adecuados Usando Proteus VSM, el desarrollo del software puede comenzar tan pronto como el diseño esquemático este acabado y la combinación del hardware y el software nos permite testear el prototipo y ver si funciona. IES Joan Miró Página 4

5 Captura Electrónica: Entorno Gráfico (ISIS) Isis es un programa de diseño electrónico que permite realizar esquemas que pueden simularse en el entorno VMS y/o pasarlos a un circuito impreso a través del entorno de ARES. Posee una colección de bibliotecas de componentes. Permite crear nuevos componentes y su modelización para la simulación. Sin entrar profundamente en este entorno (Requeriría un libro solo para el entorno de ISIS), se va a explicar cómo dibujar cualquier circuito electrónico. El programa de ISIS posee un entorno de trabajo formado por una ventana de trabajo y barras de herramientas. Comandos de Fichero e Impresión Comandos de Edición Comandos de Visualización Herramientas de Diseño Barra de Menús Ventana de Edición Comandos de rotación y reflexión Ventana de componentes y Biblioteca Ventana de Trabajo Modos de Trabajo Herramientas de Diseño Electrónico Comandos de dibujo Barra de simulación Barra de estado Para dibujar el circuito electrónico se deben primero seleccionar el modo componentes Component. y seleccionar el botón P de búsqueda de componentes Pick Devices en las bibliotecas. Component. Pick Devices IES Joan Miró Página 5

6 Se abre un menú asociado a la búsqueda de componentes. Se busca el componente de dos maneras diferentes por categorías o poniendo el nombre o palabra clave en la ventana Keywords (Ejemplo: DAC0808_JOAN) Permite localiza los componentes por nombre Represente el símbolo del Componente en ISIS y si está simulado Permite localiza los componentes por categoría, clase y fabricante Muestra el resultado de la búsqueda de los componentes a que bibliotecas pertenecen y una descripción breve de cada uno de ellos Represente el encapsulado del Componente en ARES es decir su encapsulado Ventana de Edición Al localizar el componente adecuado se realiza una doble pulsación y aparecerá en la columna de dispositivos DEVICE. Se puede realizar esta acción tantas veces como componentes se quiera incorporar al esquema. Una vez finalizado el proceso se cierra la ventana de Comandos de Edición búsqueda de componentes. Antes de situar los componentes en la Ventana de trabajo se pude comprobar la orientación en la Ventana de Edición y rotarlos con los Comandos de Edición. Una vez seleccionado el componente en la Columna de Dispositivos se pincha sobre la Columna de Dispositivos DEVICE Ventana de Trabajo y este se posiciona. Si pulsamos más veces sobre dicha ventana se insertaran componentes con una referencia automática. (Tiene que estar activa para ello seleccionar TOOLS Real Time Anotation). Si pasamos el ratón 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 Ratón IES Joan Miró Página 6

7 Una vez situado los componentes en la Ventana de Trabajo se pueden mover, rotar, copiar, borrar. Para ello se seleccionan con el botón derecho del ratón (Se ponen en rojo) y se seleccionan los Comandos de Edición en Herramientas de Grupo ó Comandos de rotación y reflexión para un solo elemento. Rotar un solo componente Rotar un conjunto de componentes Cada componente electrónico se puede editar, se selecciona con el botón derecho del ratón (Se pone en rojo) y con el botón 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 simulación Se puede excluir del diseño de la placa IES Joan Miró Página 7

8 Para la unión de diferentes componentes Sin Cables se pueden utilizar el Icono Inter-sheet- Terminal de la caja de Herramientas de Diseño. Este abrirá una ventana donde aparecen los diferentes terminales. Terminal por defecto Terminal de salida Terminal de entrada Terminal Bidireccional Terminal de Alimentación Terminal de masa Terminal bus Terminal de entrada Terminal de Alimentación Terminal de masa Terminal de salida Si queremos unir cables en forma de bus se utiliza el Icono Diseño y etiquetarlos con el icono del Modo de Trabajo. de la caja de Herramientas de Etiquetado de Cable Etiquetado de bus IES Joan Miró Página 8

9 Se pueden introducir Generadores de señal, Voltímetros, Osciloscopios, etc. Utilizando los iconos de las Herramientas de Diseño. Inter-sheet-Terminal (Terminales) Device Pin (Patillas de Componentes) Simulation Graph (Simulación Gráfica) Tape Recorder (Grabadora) Generator (Generador) Voltaje Probe (Sondas de Tensión) Current Probe (Sondas de Corriente) Virtual Instruments (Instrumentos Virtuales) Osciloscopio Voltímetro (CA) Generador de Tensión Sinusoidal Depuración de programas. Una de las características importantes del PROTEUS VSM es la capacidad de depurar programas fuentes de distintos lenguajes de programación (Lenguajes ensamblador, C, Basic, etc). La herramienta que se utiliza está en la barra de tareas llamada Source IES Joan Miró Página 9

10 Con la opción añadir o remover ficheros fuentes Add/Remove Source files introducimos los fichero fuentes que queremos añadir a nuestro hardware y elegimos la herramienta de compilación (Programa que traduce un lenguaje de programación a código Binario) Ficheros Fuente Cambiar el Fichero Fuente Herramienta de Compilación Nuevos Ficheros Fuente Quitar Ficheros Fuente Con la opción 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 IES Joan Miró Página 10

11 Con la opción Setup External Text Editor podemos elegir el Editor de Texto. Editor de texto del Compilador CCSC Editor de texto del Proteus La opción Build All compila el programa fuente ejecuta el programa que traduce un lenguaje de programación a código 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 Compile Compila 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 código binario que se introduce de forma real al uc PIC. IES Joan Miró Página 11

12 La forma de introducir el fichero Dec_Hex_Bin.COF en un microcontrolador uc PIC es seleccionar lo con el botón derecho del ratón (El uc PIC se pondrá en color rojo) y pulsar el botón izquierdo. Se abrirá una ventana contextual e introduciremos el fichero.cof. Pulsar con el botón derecho del ratón y después con el botón izquierdo Pulsar con el botón Izquierdo del ratón y buscar el fichero.cof deseado La frecuencia del reloj se fija aquí 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 simulación del circuito empleando la Barra de Simulación. Marcha Paso a Paso Pausa Stop IES Joan Miró Página 12

13 Con la opción Marcha la simulación se inicia (el botón se vuelve verde) y funciona en modo continuo. La simulación no es en tiempo real. Con la opción Stop la simulación se para. Con la opción Paso a Paso permite trabajar en tramos de tiempo predefinidos, permitiendo utilizar herramientas de depuración. Esta opción está asociada a la configuración de Animación, que está en la Barra de Menús en SYSTEM Set Animation Options. Número de veces que la pantalla de ISIS se refresca en 1 Segundo Tiempo de simulación 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 Se muestra en las patillas de circuitos de Lógica Digital unos cuadrito de color rojo 1 o azul 0 Los cables de los esquemas toman diferentes colores en función 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 simulación son inferiores a estos valores, no se visualizan los efectos de Animation Options La opción SPICE Options define las características de simulación del sistema. Son parámetros que podemos manipular para obtener más precisión en la simulación (No se aconseja tocar si se desconocen) Se muestran en los cables de los esquemas el sentido de las Intensidades. Si disminuimos los parámetros RELTOL, GMIN y PIVTOL el sistema converge antes, pero es menos preciso. Aquí, ya se puede simular (Animar) un sistema con microcontroladores.lo más interesante de una simulación es la utilización de las herramientas de depuración que contiene este sistema de desarrollo. A estas herramientas se accede pulsando primero Pausa de la Barra de Tareas y después Debug de la Barra de Menús. IES Joan Miró Página 13

14 Barra de Simulación Ejecución de un programa sin puntos de ruptura. Ejecución de un programa hasta un tiempo determinado Herramientas de Ejecución de un programa Paso a Paso Visualización de las variables creadas por el usuario y las propias del microcontrolador, con la simulación en marcha. Visualización del programa fuente para poder utilizar las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de las variables del sistema mientras se están utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de los registros del uc utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de la memoria de datos del uc utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de la memoria de Programa del uc utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de la memoria Pila del uc utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. Visualización de la memoria EPROM del uc utilizando las herramientas de ejecución paso a paso. La ventana Watch Window es la más versátil se pueden añadir variables propias y del uc y visualizarlas en plena simulación. IES Joan Miró Página 14

15 Si se pincha con el botón derecho del ratón sobre la ventana Watch Window aparece un menú contextual siguiente: Permite añadir variables del uc PIC Permite añadir variables propias Permite poner puntos de ruptura al programa en función 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) IES Joan Miró Página 15

16 Si queremos ejecutar un programa en modo depuración, tenemos que realizar los siguientes pasos: 1.- Crear una carpeta para contener el hardware y el software Representación 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 files New. 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 ó Pause de la Barra de Simulación. 7.- Pinchamos Debug y abrimos las ventanas siguientes: 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 Ejecución y visualizamos como varían las variables y el hardware. Es conveniente poner puntos de ruptura y ejecutar de golpe el programa hasta dicho punto. El triangulo indica la instrucción que se va a ejecutar IES Joan Miró Página 16

17 Simulación en modo continuo, no permite ver las ventanas de depuración a excepción de Watch Window Permite ejecutar una instrucción. Si es una subrutina o una función entra dentro de ella. Habilita o deshabilita los punto de ruptura. Ejecuta una instrucción, subrutina ó función de golpe Trabaja de modo continuo hasta que encuentra un retorno de cualquier subrutina o función y sale de ella. Trabaja de modo continuo hasta que encuentra un punto de ruptura Ares (Diseño de Placas). En este manual de ARES se mostrará los pasos básicos para realizar el rutado de una placa PCB, no se pretende enseñar de forma precisa el manejo del programa pero sí las funciones principales del mismo. Pasos a seguir: Diseño de un esquema con ISIS. Buscar componentes que tengan el encapsulado o huella (PCB) Componente a buscar Encapsulado(PCB) IES Joan Miró Página 17

18 Dibujamos el esquema. Antes de realizar la placa comprobar si algún componente tiene pines o patillas ocultas. Los Circuitos Integrados ocultan los pines de masa GND, VSS y alimentación VCC, VDD. Editamos el Componente Si está la pestaña Hidden Pins indica que existen patillas ocultas IES Joan Miró Página 18

19 Vemos que patillas están ocultas pinchando sobre las pestana Hidden Pin Patillas ocultas Para que estas patillas GND ó 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 Label Etiquetado de Cable Wire Label Modos de Trabajo Buscamos una Masa ó Tierra GROUND. Seleccionamos el cable que está unido a ella con el botón derecho del ratón (Se pone rojo) y pulsamos el botón izquierdo. Se abre un menú contextual y escribimos GND. Buscamos E una masa GND y seleccionamos el cable con el botón derecho del ratón. Se abre el menú contextual y escribimos GND. IES Joan Miró Página 19

20 Buscamos el positivo de la Pila de 5V. Seleccionamos el cable que está unido a ella con el botón derecho del ratón (Se pone rojo) y pulsamos el botón izquierdo. Se abre un menú contextual y escribimos VCC. Buscamos el positivo de la pila de 5V y seleccionamos el cable con el botón derecho del ratón. Se abre el menú 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 aparecerían en el diseño de la placa. Nota: Cuando etiquetamos con VCC el cable la simulación no funciona IES Joan Miró Página 20

21 Generación del listado de conexiones Netlis to Ares. Pulsamos el icono de Herramientas de Diseño ARES Herramientas de Diseño Herramienta de diseño de placas PCB ARES Si algún componente no tuviera máscara te pediría que la insertaras, aparece un menú contextual: Seleccionamos el Encapsulado Dentro de una Biblioteca de componentes Componente sin encapsulado Pulsamos con el botón izquierdo del ratón y aparecerá aquí Después de asignar las máscaras a los componentes que no las tenían aparece la Aplicación ARES Aparecen todos los componentes que tienen encapsulado para el diseño de placas IES Joan Miró Página 21

22 Entorno de Trabajo Comandos de archivos y de Impresión File/Print Commands Comandos de Visualización Display Commands Barra de Menús Ventana de Edición Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing Comandos de Edición Editing Commands Herramientas de Diseño Layout Tools Herramientas de emplazamientos de PAD Pad Placement Herramientas de diseño gráfico 2D Graphics Selector de Objetos Object Selector Ventana de Trabajo Herramientas de Rotación y Reflexión Rotation & Reflection Selector de Caras Layer Selector Barra de Estado Test de errores Creación del tamaño de la placa de PCB. Una vez situados los componentes en el Selector de objetos Object Selector con las Herramientas de diseño gráfico 2D Graphics seleccionamos la cuadrado 2D Graphics box Cuadrado 2D Graphics box Herramientas de diseño gráfico 2D Graphics IES Joan Miró Página 22

23 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 ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el tamaño de la placa. Ponemos las cotas y los agujeros para sujetar la placa a un soporte. Cotas Borde de placa Board Edge Agujeros para sujetar la placa a un soporte Para poner los agujeros para sujetar la placa a un soporte buscamos en Herramientas de diseño gráfico 2D Graphics seleccionamos el circulo 2D Graphics circle Cuadrado 2D Graphics circle Herramientas de diseño gráfico 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 ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos el circulo. IES Joan Miró Página 23

24 Para poner las Cotas, elegiremos si queremos trabajar en pulgadas o en milímetros. Si queremos milímetros vamos a los Comandos de Visualización y pinchamos sobre el icono Select Metric/ Imperial Coordinates Comandos de Visualización Display Commands Milímetros/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 está en el centro de la Ventana de trabajo Si queremos resolución a la hora de dibujar (Pistas, Cotas, Tamaños de Placa, etc.), tenemos que cambiarla, para ello vamos a la Barra de Menús y seleccionamos VIEW y cambiamos dicha resolución. Una vez realizado los ajustes adecuados, procedemos a poner las cotas. Para ello, buscamos en Herramientas de diseño gráfico 2D Graphics y seleccionamos Cotas Dimension object placement Cotas Dinension object placement Herramientas de diseño gráfico 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 ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos las Cotas. IES Joan Miró Página 24

25 Posicionamiento de los componentes dentro de la placa. Existen dos posibilidades a la hora de situar los componentes Posicionamiento Automático. Seleccionar en las Herramientas de Diseño Layout Tools el icono Posicionamiento Automático dentro de la Placa Autoplace the components onto the board. Herramientas de Diseño Layout Tools Posicionamiento Automático dentro de la Placa Autoplace the components onto the board Se abre este menú contextual marcamos las reglas de diseño y seleccionamos los componentes que queremos posicionar de forma automática. Reglas de Diseño y Peso Marcamos que componentes queremos posicionar de forma automática Restaurar valores No obstante se puede posicionar determinados componentes de forma manual y el resto de forma automática. IES Joan Miró Página 25

26 Posicionamiento Manual. Seleccionamos el icono de Edición y situación de componentes Component placement and editing de Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing y aparecen los componentes de diseño de la placa en ISIS. Edición y situación de componentes Component placement and editing Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing Componentes de diseño de la placa en ISIS Selector de Objetos Object Selector Situamos los componentes en la placa, para ello posicionamos el ratón sobre la placa y pulsamos el botón izquierdo del ratón y el componente que este marcado en azul en el Selector de Objetos Object Selector se insertara en la placa. Uniones entre componentes Netlis IES Joan Miró Página 26

27 Los componentes puestos en la placa se pueden mover, cortar, copiar, etc con los Comandos de Edición (Conjunto de componentes) y las Herramientas de Rotación y Reflexión (Un solo componente). Se seleccionan el ó los componentes con el botón derecho del ratón (Se ponen en rojo) y después se selecciona la herramienta que queremos utilizar (Rotar, mover, etc). Rotación a Derecha de un componente (90º) Rotación a Izquierda de un componente (-90º) Reflexión a Derechas de un componente Herramientas de Rotación y Reflexión Rotation & Reflection Reflexión a Izquierda de un componente Deshacer o rehacer operaciones realizadas Comandos de Edición Editing Commands Copiar un conjunto de componente Borrar un conjunto de componente Mover un conjunto de componente Rutado de la pistas. Existen dos posibilidades a la hora de realizar el ruteado. Pero antes de rutar, podemos marcar las estrategias de diseño. Para realizarlo nos vamos a la Barra de Menú y seleccionamos System Set_Strategies Marcamos las estrategias para pistas de potencia y para pistas de señal. Rotación de un conjunto de componente Tipo de prioridad Tamaño de las Pistas Tamaño de las Vías Tamaño de las Vías Tipo cuello Pistas Horizontales y Verticales. Se trazan por las Capas Superiores Pistas de Potencia Reglas de diseño Distancia mínima entre PADs. Distancia mínima entre PAD y Pista. Distancia mínima entre Pista. Distancia mínima a Gráficos. Distancia mínima al Borde de la Placa o Ranuras. Optimizar las esquinas Tácticas de rutado Tipo de Vías Normales Ciegas Superiores Ciegas Inferiores Ocultas IES Joan Miró Página 27

28 Pistas de Señal Pistas Horizontales y Verticales. Se trazan por las Capas Inferiores Rutado Automático. Seleccionar en las Herramientas de Diseño Layout Tools el icono Diseño automático de pistas Autorouter the conections specified by de ratsnest. Herramientas de Diseño Layout Tools Diseño automático de pistas especificadas por las conexiones Autorouter the conections specified by de ratsnest Se abre este menú contextual marcamos las reglas de diseño y seleccionamos los componentes que queremos posicionar de forma automática. Son las estrategias de la Barra de Menú seleccionando System y Set_Strategies Opciones de Rutado Permiso de rutado Permiso de Ordenamiento Protección manual de las pistas trazadas manualmente IES Joan Miró Página 28

29 El diseño quedaría: Rutado manual. Para el rutado manual tenemos las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing Edición y situación de componentes Component placement and editing (Componentes del Diseño) Edición y situación de las mascaras Package placement and editing (Nos permite editar los encapsulados y añadir 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 Vías Via placement and editing Planos de Masa o Alimentación Zone placement and editing IES Joan Miró Página 29

30 Si 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 editing Herramientas de Posicionamiento Placing & Routing Con el Selector de Caras Layer Selector seleccionamos pistas de tipo Bottom Cooper Tipo de Pista Botton Cooper Selector de Caras Layer Selector Con el ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la pista de una patilla a otra siguiendo las uniones entre componentes Netlis. IES Joan Miró Página 30

31 Si queremos tirar pistas por la cara de abajo, pasar por una vía 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 ratón 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 botón izquierdo del ratón según estas trazando la pista, sale una VÍA y las pistas pasan a ser Top Cooper, seguimos trazando la pista y si pulsas otras dos veces con el botón izquierdo del ratón sale una VÍA y las pistas pasan a ser Bottom Cooper. Otra forma más fácil es poner VÍA y trazar las pistas con Bottom ó Top Cooper. Selecciona el Tipo de Vias Via placement and editing Pista Bottom Cooper VIA Tamaño de la VIA Pista Bottom Cooper IES Joan Miró Página 31

32 Si queremos que una determinada zona de una cara sea un plano de masa o alimentación podemos utilizar Zone placement and editing de las Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing Planos de Masa o Alimentación Zone placement and editing Herramientas de Posicionamiento Placing & Routing 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 ratón nos situamos en la Ventana de Trabajo y dibujamos la Zona que queremos de cobre. Aparece un menú contextual donde decimos tamaño de la zona de cobre, Zonas de clareo, etc. Tamaño de las Zona de Cobre Clareo La placa queda: IES Joan Miró Página 32

33 Si queremos cambiar el tamaño o la forma de los PAD de un determinado componente utilizar herramientas de emplazamientos de PAD Pad Placement PAD Redondo PAD Cuadrado PAD tipo DIL Herramientas de emplazamientos de PAD Pad Placement Seleccionamos el tipo de PAD. Tipo de PAP Tamaño del PAP Pinchamos el PAD de un componente de nuestro circuito y este se sustituye. Tamaño del PAP S50-25 Tamaño del PAP S90-50 IES Joan Miró Página 33

34 Utilizando las herramientas de diseño de placas que nos proporciona ARES tenemos como resultado el siguiente circuito: Creación de símbolos en ISIS y encapsulados en ARES Creación de una biblioteca de encapsulados en ARES. Para crear una Biblioteca propia en ARES, se deben primero seleccionar el modo de edición y situación de componentes Package placement and editing. y seleccionar el botón L de manejo de Bibliotecas Manage Libraries. Edición y situación de los Encapsulados Package placement and editing Herramientas de Posicionamiento y Rutado Placing & Routing Manejo de Bibliotecas Manage Libraries Se abre un menú contextual, donde podemos crearnos nuestra propia Biblioteca, añadir encapsulados de otra Biblioteca, borrar encapsulados, etc. IES Joan Miró Página 34

35 Creación de una Biblioteca Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca Robótica_ARES y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus 6 Professional\Library. Nos pedirá un número máximo de Encapsulados. Máximo 4000 Pulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robótica_ARES, podemos copiar componentes CONN-DIL8 de otras bibliotecas CONNECTORS. Seleccionamos el encapsulado y damos al icono de copiar Copy Items IES Joan Miró Página 35

36 Biblioteca Robótica_ARES Confirmación de copia Creación de un encapsulado en ARES. a) Dibujamos el componente sin PAD. Abrimos el ARES y seleccionamos Herramientas de diseño gráfico 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 diseño gráfico 2D Graphics Selector de Caras Layer Selector IES Joan Miró Página 36

37 b) Le añadimos 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 Tamaño del PAP c) Editamos el PAD (Poner un número) Seleccionamos el PAD con el botón derecho del ratón del ratón 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 botón derecho del ratón (se pone en blanco), pinchamos sobre el icono de realizar un encapsulado Make Package de los Comandos de edición Comandos de Edición Editing Commands Hacer el encapsulado Make Package IES Joan Miró Página 37

38 Aparece un menú contextual y escribimos el nombre de la huella MOTOR-TRI_ROBOTICA su categoría Connectors, tipo de agujero de PAD agujero pasante Through Hole y la biblioteca donde se almacena Robótica_ARES Nombre del Encapsulado Categoría Tipo de agujero del PAD e) Deshacer el encapsulado y almacenarlo. Biblioteca donde se almacena Seleccionamos el encapsulado con el botón derecho del ratón (se pone en blanco), pinchamos sobre el icono de deshacer encapsulados. Decompose de los Comandos de edición Comandos de Edición Editing Commands Deshacer el Encapsulado Decompose Variamos el encapsulado, lo seleccionamos con el botón derecho del ratón y volvemos almacenarlo pulsando Make Package IES Joan Miró Página 38

39 Creación de una biblioteca de símbolos en ISIS. Para crear una biblioteca propia en ISIS, se deben primero seleccionar el modo componentes Component. y seleccionar el botón L de manejo de bibliotecas Manage Device Libraries. Manage Device Libraries Component. Se abre un menú contextual, donde podemos crearnos nuestra propia biblioteca, añadir símbolos de otra biblioteca, borrar símbolos, etc. Creación de una Biblioteca Cuando pulsamos Create Library tenemos que dar un nombre a la biblioteca Robótica_ISIS y donde queremos crear la biblioteca C:\Archivos de Programa\Labcenter Electronic\Proteus 6 Professional\Library. Nos pedirá un número máximo de simbolos. Máximo 4000 IES Joan Miró Página 39

40 Pulsamos OK y la biblioteca se crea. En la biblioteca nueva Robótica_ISIS, podemos copiar componentes 2N2907 de otras bibliotecas Bipolar. Seleccionamos el encapsulado y damos al icono de copiar Copy Items Biblioteca Robótica_ISIS Confirmación de copia IES Joan Miró Página 40

41 Creación de un símbolo en ISIS. a) Dibujamos el componente sin patillas. Abrimos el ISIS y seleccionamos Comandos de Dibujo Comandos de Dibujo b) Le añadimos pines ó patillas. Seleccionamos Patillas de Componentes Device Pin de las Herramientas de Diseño Tipo de Pin Patillas de Componentes Device Pin Herramientas de Diseño Ponemos los pines en el dibujo realizado, teniendo en cuenta lo siguiente: Que los caracteres no estén excesivamente próximos al pin (El pin no conectará con el hilo si esto ocurre y habría que descomponer el componente y modificarlo). Que el tipo de de rejilla sea mayor de Snap 50th (Ver View de la Barra de Menús), para poder insertar el hilo de forma más cómoda. c) Editamos el pin (Poner el nombre y número) Seleccionamos el pin con el botón derecho del ratón del ratón El pin se pone rojo y pulsamos el izquierdo. Nombramos al Pin U y lo numeramos 1. IES Joan Miró Página 41

42 Nombre Número d) Hacer el símbolo y almacenarlo. Seleccionamos el símbolo con el botón derecho del ratón (se pone en rojo), pinchamos sobre el icono de realizar un dispositivo Make device de los Comandos de edición Comandos de Edición Make device Aparece un menú contextual y escribimos el nombre del componente MOTOR-TRI_ROBOTICA y un parámetro de referencia M. IES Joan Miró Página 42

43 Pulsamos Next aparece otra ventana donde podemos asignarle el encapsulado físico (Si esta creado lo asignamos, se puede no asignar y pasar a la siguiente ventana contextual). Pulsamos añadir encapsulado Add/Edit. Añadir Encapsulado Aparece un menú contextual donde pulsamos añadir el encapsulado Añadir Encapsulado IES Joan Miró Página 43

44 Aparece otro menú contextual que abre el ARES y elegimos el encapsulado adecuado. Ponemos la palabra clave MOTOR y aparecen diferentes motores Elegimos el encapsulado adecuado MOTOR-TRI_ROBOTICA Vista del encapsulado Aparece otro menú contextual en el que podemos añadir pines y poner este encapsulado como principal. Encapsulado por defecto Añadir Pines Usar Bibliotecas de ARES IES Joan Miró Página 44

45 Si pulsamos asignación de huella Assign Package(s) esta queda asignada al símbolo de ISIS Se abre otro menú contextual donde se puede introducir el modelo de componte simulado IES Joan Miró Página 45

46 Se abre otro menú contextual donde se puede introducir un documento donde se especifique sus características Data Sheet Introducción del Documento Se abre otro menú contextual donde se le asigna categoría, Biblioteca. Categoría Biblioteca IES Joan Miró Página 46

47 e) Deshacer el símbolo y almacenarlo. Seleccionamos el símbolo con el botón derecho del ratón (se pone en rojo), pinchamos sobre el icono de deshacer un dispositivo Decompose de los Comandos de edición Comandos de Edición Deshacer el símbolo Decompose Variamos el simbolo, lo seleccionamos con el botón derecho del ratón y la volvemos almacenarlo pulsando Make Device 2.- Principios de funcionamiento de un Microcontrolador PIC. Antes de definir un sistema digital basado en microcontroladores habría que definir un sistema basado en microprocesadores. Un microprocesador es básicamente 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 configuración difiere según a la aplicación a la que se destine. Se pueden acoplar los módulos necesarios para configurarlo con las características que se desee. Para ello se saca al exterior las líneas de sus buses de datos, direcciones y control de modo que permita su conexión con la memoria y los módulos de entrada/ salida. Finalmente resulta un sistema implementado por varios circuitos integrados dentro de una misma placa de un circuito impreso. IES Joan Miró Página 47