Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 127 Capítulo 6 DESCRIPCIÓN DE LOS MONTAJES Y TARJETAS DE CIRCUITO IMPRESO Como ya hemos visto, las características mecánicas y funcionales del módulo Bluematik hacen imposible su acoplamiento directo a la tarjeta de desarrollo. Además, previamente al diseño de la tarjeta interfaz, ha sido necesario probar el funcionamiento del módulo Bluematik, del microcontrolador PIC16F636 y de ambos funcionando conjuntamente o con la tarjeta de desarrollo. Es por ello que, a lo largo de la realización del proyecto, se ha diseñado y construido una serie de tarjetas de circuito impreso. Estas, junto a la tarjeta de prueba de circuitos han permitido estudiar los dispositivos electrónicos empleados y depurar las aplicaciones usadas por estos. A continuación veremos estas tarjetas y montajes. El orden en que aparecen es el mismo que se ha seguido en el desarrollo del proyecto, lo que ayudará a comprender de qué manera se ha trabajado. En el Anexo I se encuentran los planos de los esquemas de estos circuitos y del rutado de las tarjetas de circuito impreso.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 128 6.1 Tarjeta del módulo Bluematik Esta tarjeta permite configurar el módulo Bluematik mediante el uso de comandos AT. Para ello la tarjeta dispone de un conector DB9 hembra y un MAX232 que convierte los niveles RS-232 del puerto serie a los niveles TTL que acepta el Bluematik. También dispone de un regulador de tensión LM7805 que los alimenta. Otras características son las siguientes: Posee puntos de test para las líneas del puerto serie, a la altura del conector DB9 (niveles RS-232) y del módulo Bluematik (niveles TTL) y un terminal de pin recto para la salida MUM. Mediante 4 LEDs observamos el comportamiento de las líneas RxD, TxD, CTS y RTS. Permite insertar otro MAX232 para convertir 2 señales RS-232 adicionales, así como conectar fácilmente estas señales mediante terminales de pines rectos. Mediante jumpers se puede aislar el MAX232 de las líneas CTS y RTS, tanto en su parte TTL como RS-232. También se puede configurar la línea HUM, el On/Off y activar el Reset del Bluematik. Ilustración 6-1: tarjeta del módulo Bluematik.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 129 6.2 Montaje del PIC16F636 Para el estudio del funcionamiento del PIC16F636 no se ha realizado ninguna placa, ha sido suficiente con montarlo en una tableta de prueba de circuitos y usar los típicos LEDs de estado de líneas. También se ha añadido al montaje un MA232 para conectarlo al PC y depurar los algoritmos de transmisión y recepción de datos por el puerto serie. Ilustración 6-2: montaje del PIC16F636. 6.3 Montaje conjunto del PIC16F636 y el módulo Bluematik Una vez familiarizados con el manejo de ambos dispositivos, el siguiente paso es el estudio de su funcionamiento conjunto. Para ello se han interconectado la tarjeta del módulo Bluematik y el montaje del PIC16F636. Ahora es el PIC quien manda directamente comandos AT al Bluematik (no es necesario el MAX232 ya que ambos trabajan en niveles TTL), recibe sus respuestas, controla el Reset, la línea HUM y lee la línea MUM. La línea CTS la ponemos a 0 TTL indicando al Bluematik que puede enviar datos.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 130 Con la ayuda del MAX232 de la tableta de pruebas podemos monitorizar en el PC los datos intercambiados entre los dos dispositivos. Ilustración 6-3: montaje conjunto del PIC16F636 y del módulo Bluematik. 6.4 Montaje conjunto del módulo Bluematik, tarjeta de desarrollo y PIC16F636 Este montaje permite explorar la funcionalidad del sistema de desarrollo inalámbrico. Los tres elementos (Bluematik, PIC y tarjeta de desarrollo) interoperan entre sí y permiten depurar el programa del PIC así como el VTF, pues desde el PC es posible la ejecución del VTF usando un puerto COM virtual. El PIC se ubica entre las líneas de comunicación del Bluematik y de la tarjeta de desarrollo, como se ve en el siguiente esquema:
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 131 Tarjeta de desarrollo PIC16F636 Bluematik PC ejecutando VTF RxD TxD XIRQ RESET IO5 IO6 IO7 IO8 IO1 IO2 IO3 IO4 TxD RxD MUM HUM Canal Bluetooth IOx son entradas/salidas de propósito general del PIC. Figura 6-1: esquema del montaje con el PIC, Bluematik y tarjeta de desarrollo. La conexión entre la tarjeta se de desarrollo y el PIC se hace a través del zócalo del MAX232 de la tarjeta de desarrollo. Se trabaja directamente con los niveles TTL (es decir, pines 9, 11 y 12 correspondientes a XIRQ, TxD y RxD), por lo que el MAX232 se extrae. Asimismo se emplean LEDs par ver el estado de las líneas XIRQ, RESET y MUM, y con el cable RS-232 podemos monitorizar la comunicación serie en los distintos puntos del montaje. Ilustración 6-4: montaje conjunto del PIC, Bluematik y tarjeta de desarrollo.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 132 6.5 Tarjeta interfaz prototipo Esta tarjeta sustituye al montaje anterior, agrupando los principales componentes y cableado de la tableta de pruebas y la tarjeta del Bluematik en una única placa, más robusta y sobre todo más fiable. Realmente se trata de una interfaz entre el módulo Bluematik y la tarjeta de desarrollo, haciendo transparente a esta el uso del puerto COM virtual. Sólo trabaja en niveles TTL, por lo que se elimina el MAX232. Además, utiliza la tensión regulada a 5V de la tarjeta de desarrollo, por lo que también se elimina el LM7805. El conector DB9 también se elimina, ya que sólo existen niveles TTL y la configuración del módulo Bluematik la realiza el PIC. Otras características son las siguientes: Posee LEDs para comprobar el estado de las líneas TxD, RxD, CTS, RTS, HUM y MUM. Presenta puntos de test para las líneas TxD, RxD, CTS y RTS. Permite conectar el RESET de la tarjeta de desarrollo a un terminal de pin recto. También se puede configurar la línea CTS a 0V o a 5V. Ilustración 6-5: cara superior de la tarjeta interfaz prototipo.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 133 La interconexión con la tarjeta de desarrollo se realiza a través de dos terminales de 8 pines macho hembra de 18 mm, como podemos ver en la siguiente ilustración: Ilustración 6-6: cara inferior de la tarjeta interfaz. 6.6 Montaje de la tarjeta interfaz prototipo en la tarjeta de desarrollo El MAX232 de la tarjeta de desarrollo se sustituye por dos terminales de zócalos rectos de hilera simple y 8 vías: Ilustración 6-7: detalle del zócalo del MAX232 de la tarjeta de desarrollo.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 134 La tarjeta interfaz prototipo se ensambla en este zócalo. El montaje queda así: Ilustración 6-8: montaje de la tarjeta interfaz prototipo en la tarjeta de desarrollo. 6.7 Tarjeta interfaz Esta tarjeta esta basada en la anterior. Se eliminan los puntos de test y sólo se dejan dos LEDs de 3 mm: rojo para TxD y verde para RxD. Para reducir el tamaño el PIC está ubicado bajo el Bluematik. La conexión con la tarjeta de desarrollo es similar a la tarjeta prototipo, pero usando terminales de pines rectos más cortos. Se ha añadido una conexión entre el pin PC4 del PIC16F636 y la línea CTS del módulo Bluematik, para que exista la posibilidad de controlar el flujo de datos proveniente del Bluematik.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 135 Ilustración 6-9: cara superior de la tarjeta interfaz. Ilustración 6-10: cara inferior de la tarjeta interfaz.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 136 El PIC16F636 y el módulo Bluematik se insertan en los zócalos superiores como se ve en las siguientes ilustraciones: Ilustración 6-11: tarjeta interfaz con el PIC16F636. Ilustración 6-12: tarjeta interfaz con módulo Bluematik.
Estudio y realización de un enlace Bluetooth para el sistema de 137 6.8 Montaje de la tarjeta interfaz en la tarjeta de desarrollo La tarjeta interfaz se coloca en el zócalo del MAX232 de la tarjeta de desarrollo como se ha indicado anteriormente. Así el sistema de desarrollo inalámbrico queda completo. Se ha conseguido sustituir el cable serie por un enlace Bluetooth, manteniendo las prestaciones del sistema de desarrollo original. Ilustración 6-13: montaje de la tarjeta interfaz en la tarjeta de desarrollo.