dsRRBOARD: Placa Entrenadora Multimicro

10 febrero, 2007

La dsRRBOARD es una placa entrenadora de propósito general cuyo objetivo básico es publicar los puertos de los microcontroladores utilizados en formato RRBUS con conector IDC-10, de manera que facilite la expermientación con prácticamente cualquier tipo de microcontrolador PIC o dsPIC de cualquier familia.


 

La filosofía del diseño de la dsRRBOARD consiste en meter en una placa base todo lo necesario para alimentar, oscilar, configurar y comunicar al exterior a un microcontrolador PIC o dsPIC de cualquier familia. Para ello, la placa dispone de un conector PCI central sobre el que se pinchará un zócalo con el microcontrolador en cuestión.

Dicho conector PCI dispone de 120 contactos distribuidos de la siguiente forma:

CARA 1

CARA 2

Pos Función   Pos Función
1 GND 61 LED10
2 Vdd5V 62 F0
3 Vdd3,3V 63 F7
4 OSC1 64 F1
5 OSC2 65 F6
6 PGC 66 F2
7 PGD 67 F5
8 Vpp 68 F3
9 D+ 69 F4
10 D- 70 LED02
11 RX 71 A15
12 TX 72 A9
13 LED01 73 A10
14 A0 74 A13
15 A7 75 A14
16 A1 76 A12
17 A6 77 LED04
18 A2 78 B8/H0
19 A5 79 B15/H7
20 A3 80 B9/H1
21 A4 81 B14/H6
22 LED03 82 B10/H2
23 B0 83 B13/H5
24 B7 84 B11/H3
25 B1 85 B12/H4
26 B6 86 LED06
27 B2 87 C12
28 B5 88 E8
29 B3 89 C13
30 B4 90 F8
31 LED05 91 C14
32 C0 92 E9
33 C7 93 C15
34 C1 94 LED08
35 C6 95 D8/J0
36 C2 96 D15/J7
37 C5 97 D9/J1
38 C3 98 D14/J6
39 C4 99 D10/J2
40 LED07 100 D13/J5
41 D0 101 D11/J3
42 D7 102 D12/J4
43 D1 103 LED11
44 D6 104 G0
45 D2 105 G7
46 D5 106 G1
47 D3 107 G6
48 D4 108 G2
49 LED09 109 G5
50 E0 110 G3
51 E7 111 G4
52 E1 112 LED12
53 E6 113 G8
54 E2 114 G15
55 E5 115 G9
56 E3 116 G14
57 E4 117 F12
58 Vdd3,3V 118 G13
59 Vdd5V 119 F13
60 GND 120 G12

Esta configuración de los 120 pines satisface las siguientes condiciones:

  • los puertos que utilizan los micros pequeños se han puesto en la cara de pistas del zócalo, facilitando que puedan hacerse placas de zócalos a una sóla cara. Si no estoy confundido, podrían hacerse zócalos a una sóla cara para los micros 16F 18pin, 16F 28pin, 16F 40pin, 16F 44pin, 18F 28pin, 18F 40pin y 18F 44pin.
  • la alimentación, el ICSP y los puertos de comunicación Serie y USB también se suben por la misma cara. Reservamos la cara TOP para puertos que sólo se utilizan en dsPIC o en PIC de mucho tamaño.
  • desde el zócalo bajo una señal por cada IDC que esté activo en función del tamaño del micro. En la placa madre dicha señal se interpretará encendiendo un Led junto al IDC activo. De esta manera, en función del micro que pinchemos se encenderán unos u otros IDC lo que nos permitirá identificar fácilmente dónde conectar nuestros periféricos.

El esquemático de la dsRRBOARD está disponible en la zona de Descargas.
Esquema

Veamos ahora parte a parte cada módulo de la placa.

Alimentación

La dsRRBOARD se puede alimentar de cuatro formas distintas:

  • a través del jack de alimentacion, que entra directo a los reguladores LM7805, por lo que dicha alimentación debe estar dentro de los márgenes que dichos reguladores admiten. Típicamente podremos usar una alimentación de 9V a 12V para que todo funcione perfectamente y sin «calentones».  Para ello el Jumper JP1 debe estar colocado en la posición 1-2 (5V Ext).
  • si está conectado al PC a través de cualquiera de los conectores USB, la dsRRBOARD puede ser alimentada directamente con los 5V del bus USB. Para ello el Jumper JP1 debe estar colocado en la posición 2-3 (5V USB).
  • también podemos meter 5V desde una fuente externa estabilizada directamente por la clema de 5V. En este caso, la posición del jumper JP1 es indiferente, aunque recomiendo ponerlo en 1-2 (5V Ext) para evitar que pueda provocar algún daño en el USB del PC al inyectarle 5V desde fuera.
  • los 5V vitales también pueden llegar desde el conector ICSP, si tu programador dispone de esa opción. Para ello, la posición 8 del microswitch (Vdd) debe estar activada. En este caso, la posición del jumper JP1 es indiferente, aunque recomiendo ponerlo en 1-2 (5V Ext).

Consejos de montaje
  1. el regulador LM317 no comparte la misma masa en su chasis que los dos LM7805, por lo que habrá que aislarlo eléctricamente del disipador. En mi caso como se aprecia en la foto he utilizado una mica. Otra opción es utilizar disipadores individuales.
  2. debajo del disipador están las dos resistencias que utiliza el LM317 (R13 y R14) y no aparecen en la foto. Conviene soldarlas antes que los reguladores porque de lo contrario luego será más complicado.

Puertos

La dsRRBOARD tiene divididos los puertos que publica en dos partes; los he llamado Puertos comunes y Puertos especiales.

Puertos comunes

Están situados en la parte superior de la dsRRBOARD por una razón de peso. El zócalo insertado en el bus PCI podrá ser un circuito de simple cara cuando el PIC / dsPIC así lo permita por su simpleza. En estos casos, la cara de pistas de dicho zócalo apuntará hacia la parte superior de la dsRRBOARD y, por tanto, en esa zona es donde están los puertos más frecuentes en los PIC / dsPIC simples.

Son los siguientes:

  • PORTA[0..7]
  • PORTB[0..7]
  • PORTC[0..7]
  • PORTD[0..7]
  • PORTE[0..7]

Puertos especiales

Por la misma razón que explicaba en el apartado anterior, estos puertos están orientados hacia la cara de componentes del zócalo PCI, y son los utilizados por algunos PIC de gran patillaje y la mayoría de dsPIC30F y dsPIC33F.
Son los siguientes:
  • PORTA[8..15]
  • PORTB[8..15] o PORTH[0..7]: no hay ningún PIC que tenga las dos opciones, por lo que se utiliza el mismo conector IDC-10.
  • PORTC[12..15] + PORTE[8..9] + PORTF[8]
  • PORTD[8..15]] o PORTJ[0..7]: no hay ningún PIC que tenga las dos opciones, por lo que se utiliza el mismo conector IDC-10.
  • PORTF[0..7]
  • PORTG[0..7]
  • PORTG[8..9] + PORTF[12..13] + PORTG[12..15]

Consejos de montaje
  • Hay que tener la precaución de dejar la muesca de los conectores IDC-10 siempre hacia la parte exterior de la PCB.
  • Los leds que indican la activación de cada puerto deben estar a ras de placa; de lo contrario pueden dificultar la conexión de determinados periféricos a los conectores IDC-10.

Conector PCI y expansores

El conector PCI es el corazón de la dsRRBOARD ya que es donde se pincha el microcontrolador que vayamos a utilizar. Suele ser un conector difícil de encontrar en tiendas de electrónica, pero muy fácil de conseguir en chatarra informática, dado que forma parte de cualquier placa madre de PC que desechen en los servicios técnicos informáticos. Particularmente he preguntado en varios y siempre me han ofrecido alguna placa vieja.

Puedes ver cómo reciclar un conector PCI en mi artículo Reciclando un conector PCI.

Los conectores de expansión son dos DIP60 de doble tira de pines. No es obligatorio colocarlos en la dsRRBOARD pero os puedo asegurar que resultan tremendamente prácticos para pinchar cables como si fuera una protoboard y extender las funciones de la placa, o para futuras ampliaciones del diseño que no puedan resolverse con los IDC-10, como por ejemplo si queremos conectar una memoria externa que ocupe muchos pines.

Consejos de montaje

Paciencia, paciencia y paciencia. Si fuera necesario, acompañar con ron.

Salidas

La dsRRBOARD dispone de dos conectores USB y un conector DB9 que se conectan al zócalo PCI a través de unos pines específicamente para esta función.

Los dos conectores USB están colocados en paralelo y van al mismo bus, pero facilitan la utilización de cualquiera de los dos cables USB, el que acaba en tipo B o el que acaba en tipo mini-A que son los más comunes.

Consejos de montaje

Si sólo quieres poner un conector USB puedes prescindir del otro.

MAX232

El MAX232 es un chip que permite adaptar los niveles de tensión de TTL a RS232 y viceversa. Necesita para funcionar de cuatro condensadores de 1uF.

Consejos de montaje

Hay que tener cuidado de respetar la polaridad de los condensadores tal y como se muestra en la foto.
Recomiendo montar el MAX232 sobre un zócalo, ya que será más fácil de sustituir si se estropea o nos equivocamos.

Varios

Oscilador

Para el oscilador se han dejado 6 pines torneados enfrentados 3 a 3. Sobre ellos podemos pinchar el cristal y los dos condensadores que necesita cualquier PIC/dsPIC para oscilar. Como se aprecia en la foto, el sistema es muy cómodo y permite cambiar fácilmente la frecuencia de trabajo sustituyendo el cristal por otro de un valor distinto.

Reset

El circuito de Reset incorpora un pequeño retardo para que se produzca un arranque limpio en todo tipo de PIC/dsPIC.

Conector ICSP

Es aquí donde se pincha la señal que provenga del programador. Tiene el mismo pinout que el conector ICSP del GTPUSB Plus, por lo que con este programador la conexión es directa.

Microswitch / Señales de control

Este microswitch permite seleccionar qué señales suben al zócalo PCI y cuáles no nos interesan en cada momento:

  • TX y RX: al seleccionarlos se activan esos pines en el conector DB9 del puerto RS232.
  • MCLR: si lo activamos se activa una resistencia de pull-up en el pin MCLR del PIC. Su desactivación anula esta característica e impide que funcione el pulsador RESET.
  • PGD y PGC: dejan pasar hacia el PIC las señales de programación que vienen del ICSP.
  • OSC1 y OSC2: activan el oscilador
  • Vdd: si está activado, podemos alimentar el PIC desde el conector ICSP.

Listado de Componentes

Los precios son aproximados, y extraídos de Micropik.com el día 2 de Diciembre de 2006, tienda que no es precísamente barata.

Cantidad   Componente Precio aprox

Total  

14   Resistencias 1K             0,02 €             0,28 €
1   Resistencia 10K             0,02 €             0,02 €
1   Resistencia 330             0,02 €             0,02 €
1   Resistencia 220             0,02 €             0,02 €
7   Condensadores 100nF             0,11 €             0,77 €
4   Condensadores electrolíticos 1uF             0,13 €             0,52 €
1   Condensador electrolítico 2u2             0,13 €             0,13 €
1   Condensador electrolítico 10uF             0,11 €             0,11 €
12   Led 3mm verde             0,11 €             1,32 €
1   Led 3mm rojo             0,11 €             0,11 €
1   Conector ICSP 7 pines             0,17 €             0,17 €
12   Conector IDC-10 macho para pcb             0,27 €             3,24 €
2   Conector DIP hembra 2×30             2,51 €             5,02 €
1   Conector PCI             1,00 €             1,00 €
1   Base para jumper 3 pines             0,46 €             0,46 €
2   Clema 2 vías             0,22 €             0,44 €
1   Interruptor doble circuito             0,94 €             0,94 €
1   Pulsador             0,20 €             0,20 €
1   Microswitch 8             1,08 €             1,08 €
1   DB9 macho para pcb             0,72 €             0,72 €
1   USB hembra mini-A             0,76 €             0,76 €
1   USB hembra tipo B             0,76 €             0,76 €
1   MAX232             1,23 €             1,23 €
1   LM317             0,42 €             0,42 €
2   LM7805             0,42 €             0,84 €
1   Disipador             0,43 €             0,43 €
1   PCB fotosensible 10×16             5,23 €             5,23 €
Total importe componentes:        26,24 €

Descargas

Historial

  • v1: corregidos varios errores en la v0. Se añade más serigrafía explicativa en la capa superior.
  • v0: versión original

Conclusión

Ahora a disfrutar, si ya la has montado te quedan muchas horas de diversión por delante.

Mi agradecimiento a RedPic por su idea original al diseñar la RRBOARD y permitirme utilizar el nombre de la misma en mi placa.

Museo Fotográfico

La dsRRBOARD va empezando a tener hermanas entre algunos amigos de MicroPIC. Pongo aquí las fotos de las que me han llegado. Si haces la tuya, será un placer publicar tu foto por aquí.


Esta es la dsRRBOARD inacabada del maestro Sisco:


Aquí os presento algunas fotos de la dsRRBOARD del amigo Diego González. Los zócalos son falsos, que nadie se asuste 😉


Y esta dsRRBOARD en pleno parto del amigo Carlos Lafuente

 


Otra más, y acompañada de zócalos y periféricos. Esta es la de Litosaragon. Queda realmente chula con esa capa blanca.

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