Investigación y Desarrollos en Open Hardware

Transcripción

1 Investigación y Desarrollos en Open fabioe@dynamoelectronics.com

2 Investigación y desarrollo hardware y software 1. Por que hacer desarrollos con software y hardware? 2. Que opciones existen en el mercado? 3. Como desarrollar hardware libre? 4. Ejemplo

3 Investigación y desarrollo hardware y software Por que hacer investigación o desarrollos con software y hardware?? 1. Prototipado electrónico rápido Baja costos y tiempos de producción 2. libre y software libre. No se requiere licencias es de uso legal Programación en lenguaje de alto nivel 3. Información difundida (librerías y ejemplos) Amplia comunidad de trabajo en todo el mundo 4. Tarjetas de expansión Diferentes módulos para desarrollar múltiples aplicaciones

4 Opciones de tarjetas Open Arduino MINI Caracteristicas Microcontrolador Atmega328 Voltaje de operación 5V Puertos: 14 pines digitales de entrada y salida Puertos A/D: 4 Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el Bootloader SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB Reloj velocidad máxima de 16Mhz en 5V 8 Mhz en 3.3V Programador NO integrado, requiere tarjeta USB a serial para su programación Aplicaciones Prototipado de sistemas de control con espacios reducidos, como robots, sistemas embebidos de control digital etc

5 Opciones de tarjetas Open Arduino PRO Caracteristicas Microcontrolador Atmega328 Voltaje de operación 5V Puertos: 14 pines digitales de entrada y salida Puertos A/D: 6 Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el Bootloader SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB Reloj velocidad máxima de 16Mhz en 5V 8 Mhz en 3.3V Programador NO integrado, requiere tarjeta USB a serial para su programación Aplicaciones Prototipado de sistemas de control como no integra programador su costo es menor y se puede usar en productos finales es compatible con las shield

6 Opciones de tarjetas Open Arduino MEGA 2560 Caractersiticas Procesador ATmega2560 Velocidad de reloj 16Mhz Puertos I/O: 54 (14 señales PWM) Memoria flash 256K Volaje de entrada 7-12VDc Voltaje de operación 5Vdc Modo de programación: USB por software arduino. Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren mas entradas o salidas que arduino UNO o similares, compatible algunas shield

7 Opciones de tarjetas Open Arduino MEGA 2560 Caractersiticas Procesador ATmega1281 Velocidad de reloj 16Mhz Puertos I/O: 54 (6 señales PWM) Memoria flash 128K Volaje de entrada 7-12VDc Voltaje de operación 5Vdc Modo de programación: USB por software WIRING. Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren mas entradas o salidas que arduino UNO o similares, compatible con algunas shield, diseñada por un Ingeniero colombiano!!!

8 Opciones de tarjetas Open NETDUINO Caracteristicas Microcontrolador AT91SAM7X512 Voltaje de operación 5V Puertos: 14 pines digitales de entrada y salida Puertos A/D: 6 Flash Memory 32 KB de los cuales 2 KB son usados para el Bootloader SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB Reloj velocidad máxima de 48MHz en 5V 8 Mhz en 3.3V Programador USB integrado usando software.net Micro Framework Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren una velocidad de procesamiento mayor que arduino UNO, compatible con shield

9 Opciones de tarjetas Open FEZ Domino Caracteristicas Microcontrolador ARM NXP LPC2388 Voltaje de operación 5V Puertos: 14 pines digitales de entrada y salida Puertos A/D: 6 Reloj velocidad máxima de 72MHz Integra socket para MINI SD Puerto USB integrado en el micro Programador USB integrado usando software.net Micro Framework Aplicaciones Prototipado de sistemas de control que requieren una alta velocidad de procesamiento, compatible con shield

10 Tarjetas SHIELD Visualización LCD color Arduino Colores 4096 Dimensión del cuadro: 1.35x1.58" Dimensión activa: 1.2"x1.2" Acople para Backligth Led tres estados para indicación Dos pulsadores para Proposito general Slide Touch Screen Pantalla oled K Colores Touch Screen Solo usa pines 2 y 3 de arduino Puede almacenar hasta 60 imagenes Compatible con Arduino IDE

11 Ethernet Shield Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas. Basada en chip W5100 Proporciona comunicación ethernet de forma fácil, se incluyen las librerías en el entorno de programación arduino IDE. Posee conectores para expandir otras aplicaciónes. Aplicaciones Control por medio de Internet o redes ethernet para aplicaciones como domotica, seguridad, etc

12 MP3 Shield Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas. Basada en chip VS1053 capaz de decodificar Ogg Vorbis /MP3/ AAC/ WMA /MIDI audio y codificar IMA ADPCM y Ogg Vorbis. Aplicaciones Codificación y decodificación de archivos de audio

13 Xbee Shield Caracteristicas Se conecta directamente a arduino UNO, MEGA y tarjetas compatibles con estas. La Arduino Xbee permite establecer una comunicación Zigbee entre la tarjeta arduino y cualquier otro dispositivo, ademas la gran variedad de la familia Xbee permiten manejar de forma facíl comunicaciones de 100m a 10Km Aplicaciones Control inalámbrico de diferentes sistemas como robots, control remoto de datos, monitoreo de procesos etc.

14 Investigación y desarrollo hardware y software Como desarrollar hardware libre? 1. Identificar la necesidad o el problema a resolver 2. Evaluar las características del sistemas 3. Seleccionar la o las plataformas hardware a usar 4. Diseñar el plano electrónico con base a la plataforma seleccionada 5. Hacer las pruebas correspondientes al primer prototipo 6. Retro-alimentar Errores y aciertos y re-diseñar si es necesario 7. Hacer pruebas finales

15 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Sistema de control ambiental remoto 1. Identificar la necesidad o el problema a resolver Monitoreo de gas carbónico para control de contaminación ambiental 2. Evaluar las características del sistemas Lectura de sensores de gas carbónico (CAD) Envió de datos a central (transmisión inalámbrica) 3. selección plataformas hardware Arduino UNO, Xbee Shield 4. Diseñar el plano electrónico El plano contiene Board arduino y conexiones a xbee, sensor, baterías

16 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Sistema de control ambiental remoto 5. Pruebas primer prototipo Evaluación de lectura de sensores Evaluación de Envió y recepción de datos 6. Retro-alimentar Integración de dos sensores mas, bateria de respaldo trabajo en modo de bajo consumo integración de panel solar 7. Hacer pruebas finales Evaluación de lectura de sensores redundantes para minimizar el error en lecturas, depuración de programas por promedios Evaluación de Envió y recepción de datos depuración de códigos de seguridad

17 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Tarjetas Shield 1. Identificar la necesidad o el problema a resolver Tarjeta de control para motores DC 2. Evaluar las características del sistemas Controlar dos motores con corriente max 2.5A Control de los motores por PWM

18 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Tarjetas Shield 3. Selección plataformas hardware Solo requiero controlar 2 motores por tanto Arduino UNO es suficiente 4. Diseñar el plano electrónico teniendo en cuenta que se va a conectar a la parte superior de la board tenemos en cuenta los pines y tamaños

19 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Tarjetas Shield plano electrónico

20 Investigación y desarrollo hardware y software Desarrollo Tarjetas Shield 5. Pruebas del primer prototipo Hacemos el motaje en protoboard este lo cableamos a la tarjeta arduino y probamos que el diseño electronico sea correcto 6. Si el diseño trabaja como se habia diseñado se puede proceder a realizar el circuito impreso 7 Una vez tengamos el circuito montado en un PCB hacemos las pruebas finales y el prototipo esta listo!!

21 Dudas??