Paperduino. Arduino-Stripboard

Descripción

Pues sí, otra variante más de Arduino, y más concretamente de Paperduino.
Después de haber realizado un Paperduino-Perfboard, y un Paperduino-PCB, le tocaba el turno al Papertino-Stripboard (la idea original es de http://lab.guilhermemartins.net/2009/05/06/paperduino-prints/). Es un paperduino que utiliza una placa de prototipado rápido de tiras.

 Imagen obtenida de Wikimdiacommons. Autor Klaus Leiss

El esquema es el mismo que el de las versiones anteriores de Papertrino

El circuito es una simplificación de Arduino, es decir, no tiene convertidor USB-SerieTTL en la placa, ni conector de 6 pines para el ISP (si te parece chino lo que te estoy diciendo, no te preocupes, ya lo explicaré más adelante). Es un diseño sencillo muy similar al Arduino-Serial.

 He realizado algunas modificaciones respeto a diseño del paperduino original, por un lado le he añadido un conector para poder alimentar directamente el circuito con 5v, ya que cada vez es más común que tengamos por casa alimentadores viejos para mp3, móviles... que suministren esta tensión. Con lo que si queremos podemos simplificar todavía más el circuito y eliminar el regulador 7805. También he desconectado la señal ARef de 5V por si alguna vez queremos utilizar otra tensión de referencia para los convertidores analógico/digitales.

(Antes de colocar el zócalo del micro, recuerda que debes unir con un puente las patillas 7 y 20.)

Y el lado pistas

Para realizar un sistema Arduino, podemos utilizar varios micros (el ATMega8 obsoleto, el ATMega168 o el ATMega328)

micro       Flash SRAM eeprom Compatibilidad

atmega8       8k   1K   512   Arduino Serial(28pin-OBSOLETO)

atmega168    16k   1K   512   Arduino Diecimila (28pin)

atmega328    32k   2k  1024   Arduino Duemilanove (28pin)

atmega1280  128k   8k    4k   Arduino Mega (sólo en SMD 64pin)


Con lo cual nos tenemos que quedar con el ATMEGA168 o el ATMEGA328, que podemos comprar en cualquier tienda de componentes electronicos, pero para que funcione con el editor de programas Arduino, es necesario que el chip esté grabado con un pequeño programa denominado "bootloader", que se ocupa de facilitar la futura grabación de nuestros maravillosos programas (en el argot de Arduino sketches).  Ahora viene la pescadilla que se muerde la cola, ¿cómo podemos grabar el bootloader en el micro, si se necesita el bootloader para grabar programas en él?. Tenemos varias soluciones:

Comprar el chip con el bootloader pregrabado

En internet puedes encontrar micros ya preparados (con bootloader), que puedes utilizar directamente (yo he comprado 2 ATMEGA328P en Ebay por 11€ los dos y portes incluidos!).

Comprar el chip virgen y grabar el bootloader con otro arduino

Un poco más abajo tienes una pequeña explicación

Comprar el chip virgen y grabar el bootloader con un grabador
Mira este enlace: http://www.arduino.cc/en/Hacking/Bootloader

Comprar el chip virgen y grabar el bootloader con un cable paralelo modificado

Mira este enlace: http://arduino.cc/es/Hacking/ParallelProgrammer 

o aquí: http://www.xbot.es/blog/?p=262.

Componentes 

1     7805 Regulador de voltaje 2 LEDs (colores diferentes) 2     Resistencias 1K (si quieres puedes usar 640K para que brillen más los leds) 1     Resistencia 10K 2     Condensadores 100 uF /25v 1     Cuarzo de 16 MHz 2     Condensadores de 22 pF (=0,22nF)(Tienen que ser cerámicos, los de poliestar a veces fallan) 1     Condensador de  0.1 uF (=100nF) 1     Pulsador de Reset 1     Atmel ATMega168 1     Zócalo de 28 pines 

1 diodo 1N4007

Barras de pines macho y hembras y placa stripboard!

Hardware

NOTA: las fotografías muestran el montaje de la versión 0. No te preocupes, el montaje de la versión 1 es exactamente igual, sólo cambia el punto 8, que no se conecta el pin Aref a Vcc, por lo que dicho puente se elimina.

El método utilizado para la realización de la placa es con una placa de Stripboard y las ayudas de unas pegatinas:

1 Descarga el archivo comprimido en zip e imprime el documento "Paperduino-Stripfboard_01" (lo tienes disponible en varios formatos más abajo, en apartado descargas).

2 Comprueba mediante la regla situada en el margen izquierdo del documento impreso que está a escala 1/1, es decir que la regla mide 250mm de longitud. Si no es así deberás modificar algún parámetro de tu impresora para que la impresión sea a escala natural.

3 Recorta la pegatina denominada "Lado componentes". Si quieres puedes protegerla pegando sobre ella plástico autoadhesivo (Aeronfix).

4 Recorta un trozo de perfboard con las dimensiones de la pegatina.

5 Pega la pegatina en la placa con algún adhesivo. Puedes introducir algunos elementos en las pegatinas (en la foto utilizo una aguja) para que te sirvan como guía en el pegado.

6 Punzona con una aguja todos los agujeros de inserción de componentes representados en la pegatina.

7 Con ayuda de la imagen "Lado pistas" de la hoja impresa corta las pistas (4 zonas) con un taladrín, o un cutter. (en la foto se vé que previamente he soldado el zócalo para tener mejores referencias de las pistas a cortar).
Recuerda que antes de soldar el zócalo has de soldar los puentes que unen las patillas 7,20 y 21.

8 Vete soldando los componentes guiándote con la pegatina de lado pistas. Suele ser recomendable soldarlos en este orden:
Recuerda que antes de soldar el zócalo has de soldar los puentes que unen las patillas 7,20 y 21. 7 y 20

1. puentes, zócalos y conectores. 
2. Resistencias
3. Condensadores
4. Diodos y transistores

Resultado
Y aquí están los resultados

Nota: en la imagen superior no está soldado el condensador de reset de 10nF (no lo tenía cuando hice la foto), pero es necesario (Lo siento Alex)

y parece que funciona (al menos el programa blink). :-)

 

 

Carga del Gestor de Programas (Bootloader)

Para cargar el bootloader, puedes utilizar un programador externo, un programador casero a través del puerto paralelo, o también puedes utilizar un Arduino como programador (datos recogidos de: http://arduino.cc/es/Tutorial/ArduinoISP.)

Tendrás que conectar el Paperduino de la siguiente forma:

 

Es decir:

Arduino        Paperduino

10             RESET

D11            D11

D12            D12
D13            D13

5v             5v

GND            GND

Y el proceso es siguiente:

1. Carga el programa ArduinoISP (File>Examples>ArduinoISP) a tu placa Arduino
2. Conecta los cables desde tu placa Arduino a la placa Paperduino tal y como está explicado arriba.
3. Selecciona en el menú Tools > Board la placa a la que corresponda el chip al que quieres programar el bootloader (El chip que utilizas en el Paperduino).
4. Usa el comando Tools>Burn Bootloader > Arduino as AVRISP.

Carga de Sketches

Una vez que el chip tiene el bootloader cargado (PaperBootloader) se ha convertido en un Arduino, y por lo tanto podemos cargar los sketches directamente desde el entorno Arduino.
Para realizar la carga de Sketches podemos utilizar el PaperFTDI o el PaperRS232,  pero también podemos utilizar el chip FTDI de un Arduino. Para ello quitaremos el chip ATMega de la placa Arduino (con cuidado), y conectaremos el Arduino con el Paperduino de la siguiente manera:

Es decir:

Arduino        Paperduino

0 (RX)         0 (RX)

1 (TX)         1 (TX)

Reset          Reset

5v             5v

GND            GND

Notas:

En el Arduino es necesario quitar el chip ATmega. 

Si quieres, puedes utilizar el conector FTDI, ya que salvo la alimentación tienes ahí todos los pines necesarios. 

En el paperduino tendremos el chip con el bootloader en el que queramos cargar el sketch. No es necesario alimentar al Paperduino, ya que toma la alimentación del Arduino.

Al utilizar el sistema de programación e la placa Arduino, tiene reset automático, es decir, no es necesario apretar el reset para programar el paperduino.
Desde el entorno Arduino eligiremos la placa que se corresponda con el chip instalado en el Paperduino (ATmega328P o ATmega168) 



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Descargas

El esquema, descripción e imágenes están disponibles en el siguiente enlace:

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El 17.04.2011 se actualiza el archivo de descargas  

Notas
Para la realización de este proyecto se han utilizado los programas: Arduino, Inkscape, Openoffice, Gimp, Picasa, Fritzing
Si encuentras algún fallo, se te ocurre alguna mejora, o simplemente quieres hacer algún comentario, te lo agradeceré: Gracias.  :-)