Capitulo 7. Montaje de placas

ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Capítulo VII: MONTAJE DE PLACAS
Proyecto Fin de Carrera
79
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
7. MONTAJE DE PLACAS.
7.1. Circuito ecualizador y de control.
El circuito de ecualización elegido para el presente proyecto es el
que se muestra en la figura 84.
Figura 84. Circuito de ecualización.
Está constituido por dos amplificadores operacionales, OP271 (dual)
y OP471 (cuádruple), cuatro potenciómetros (DS1867, potenciómetros
digitales duales de la casa Maxim–Dallas), resistencias y condensadores.
Proyecto Fin de Carrera
80
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Los potenciómetros DS1867 los conectamos de la siguiente manera
(ver tablas 25 y 26).
Para el potenciómetro de GANANCIA-GRAVES:
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
SEÑAL
Vb
H1
L1
W1
RST
CLK
GND
DQ
Cout
L0
H0
W0
Sout
Vcc
DESCRIPCIÓN
GND
Pin 1 del pote de graves
Pin 2 del pote de graves
Pin 3 del pote de graves
Conectado al pin 2 del PIC (CS1)
Conectado al pin 5 del PIC (CLK)
GND
Conectado al pin 4 del PIC (DATOS)
No conectado
Pin 2 del pote de ganancia
Pin 1 del pote de ganancia
Pin 3 del pote de ganancia
No conectado
Alimentación +5V
Tabla 25. Conexión de los pines del potenciómetro de GANANCIA-GRAVES.
Para el potenciómetro de MEDIOS-AGUDOS:
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
SEÑAL
Vb
H1
L1
W1
RST
CLK
GND
DQ
Cout
L0
H0
W0
Sout
Vcc
DESCRIPCIÓN
GND
Pin 1 del pote de agudos
Pin 2 del pote de agudos
Pin 3 del pote de agudos
Conectado al pin 3 del PIC (CS2)
Conectado al pin 5 del PIC (CLK)
GND
Conectado al pin 4 del PIC (DATOS)
No conectado
Pin 2 del pote de medios
Pin 1 del pote de medios
Pin 3 del pote de medios
No conectado
Alimentación +5V
Tabla 26. Conexión de los pines del potenciómetro de MEDIOS-AGUDOS.
Proyecto Fin de Carrera
81
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
La distribución de los pines de los amplificadores operacionales es la
siguiente (ver tablas 27 y 28).
Para el OP271:
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
SEÑAL
OUT A
- IN A
+ IN A
-V
+ IN B
- IN B
OUT B
+V
DESCRIPCIÓN
Salida del AO de entrada
Entrada negativa del AO de entrada
Entrada positiva del AO de entrada
Alimentación -12V
Entrada positiva del AO de salida
Entrada negativa del AO de salida
Salida del AO de salida
Alimentación +12V
Tabla 27. Conexión de los pines del amplificador operacional OP271.
Para el OP471:
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
SEÑAL
OUT A
- IN A
+ IN A
+V
+ IN B
- IN B
OUT B
OUT C
- IN C
+ IN C
-V
+ IN D
- IN D
OUT D
DESCRIPCIÓN
Salida del AO de graves
Entrada negativa del AO de graves
Entrada positiva del AO de graves
Alimentación +12V
Entrada positiva del AO de medios 1
Entrada negativa del AO de medios 1
Salida del AO de medios 1
Salida del AO de medios 2
Entrada negativa del AO de medios 2
Entrada positiva del AO de medios 2
Alimentación -12V
Entrada positiva del AO de agudos
Entrada negativa del AO de agudos
Salida del AO de agudos
Tabla 28. Conexión de los pines del amplificador operacional OP471.
Proyecto Fin de Carrera
82
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Las conexiones del microcontrolador siguen a continuación en la
tabla 29.
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
SEÑAL
MCLR
CS1
CS2
DATOS
CLK
RA4
RA5
Vss
OSC1
OSC2
RS
E
D4
D5
D6
D7
RC6
RC7
Vss
Vdd
RB0
RB1
RB2
RB3
RB4
RB5
RB6
RB7
DESCRIPCIÓN
Pulsador RESET
Conectado al pin 5 (RST) del pote de GA-GR
Conectado al pin 5 (RST) del pote de ME-AG
Conectado al pin 8 (DQ) de ambos potes
Conectado al pin 6 (CLK) de ambos potes
No conectado
No conectado
GND
Conectado al cristal 4MHz
Conectado al cristal 4MHz
Conectado al pin 4 (RS) del LCD
Conectado al pin 6 (E) del LCD
Conectado al pin 11 (D4) del LCD
Conectado al pin 12 (D5) del LCD
Conectado al pin 13 (D6) del LCD
Conectado al pin 14 (D7) del LCD
No conectado
No conectado
GND
Alimentación +5V
Pulsador SUBE
Pulsador BAJA
Pulsador CAMBIA
Pulsador MEMO
Pulsador PRESET 1
Pulsador PRESET 2
Pulsador PRESET 3
Pulsador PRESET 4
Tabla 29. Conexión de los pines del PIC 16F876A..
Proyecto Fin de Carrera
83
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Por último, queda señalar la conexión de la pantalla LCD con nuestro
circuito (ver tabla 30).
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
SEÑAL
Vss
Vdd
Vee
RS
RW
E
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
- BL
+ BL
DESCRIPCIÓN
GND
Alimentación +5V
GND
Conectado al pin 11 (RS) del PIC
GND
Conectado al pin 12 (E) del PIC
No conectado
No conectado
No conectado
No conectado
Conectado al pin 13 (D4) del PIC
Conectado al pin 14 (D5) del PIC
Conectado al pin 15 (D6) del PIC
Conectado al pin 16 (D7) del PIC
GND
Alimentación +5V
Tabla 30. Conexión de los pines del LCD CMC1 16x2.
Figura 85. Ensayo del LCD en una placa de pruebas.
Proyecto Fin de Carrera
84
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Las conexiones del circuito de control quedan reflejadas en el
siguiente esquema:
Figura 86. Circuito de control.
Proyecto Fin de Carrera
85
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
A continuación se adjunta el esquemático y el PCB del ecualizador
usados para el desarrollo del presente proyecto (Figuras 87 y 88) .
Figura 87. Esquemático del ecualizador.
Figura 88. PCB del ecualizador.
Proyecto Fin de Carrera
86
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
El montaje del ecualizador (etapa de control + etapa de ecualización)
queda como en la figura 89 y 90.
Figura 89. Vista delantera del ecualizador montado.
Figura 90. Vista trasera del ecualizador montado.
Proyecto Fin de Carrera
87
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
7.2 Circuito programador (PIPO2).
Para la programación de los PICs es necesario el uso de un circuito
programador. A través de éste, se memoriza en el microcontrolador el
programa de control que se desee.
Entre todos los disponibles en el mercado y en internet, elegimos el
modelo PIPO2, diseñado por José Manuel García. La elección de éste se
debe a la realización de la tarea de programación de una manera sencilla y
a bajo coste.
Dicho programador se conecta al PC de sobremesa a través del
puerto serie (en los portátiles da problemas), y funciona con una cantidad
nada despreciable de PICs distintos (entre ellos el PIC 16F876A), todo ello
utilizando software de programación estándar, como ICPROG 1.4.
Se ha probado con éxito al programar los siguientes PICs:
16F627, 16F628, 16C84, 16F83, 16F84, 16F873, 16F874, 16F876, 16F877, 18F242,
18F252, 18F258, 18F442, 18F452 y 18F458.
Y, al menos en teoría, debería funcionar correctamente con los
siguientes:
16C62, 16C63, 16C64, 16C65, 16C66, 16C67, 16C71, 16C72, 16C73, 16C74, 16C75,
16C76, 16C77, 16C715, 16C620, 16C621, 16C622, 16C623, 16C624, 16C625, 16F870,
16F871, 16F872, 16C923 Y 16C924.
Proyecto Fin de Carrera
88
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Teniendo en cuenta el coste de tiempo y de dinero que requiere la
construcción de este programador, no se le puede pedir más (ver tabla 31).
Tabla 31. Costes del circuito programador.
Sin entrar en detalles sobre el funcionamiento del circuito, decir sólo
que se basa en principios muy parecidos a los del JDM2, pero con ciertos
retoques en la temporización y la estabilidad de las señales. En este caso, se
utiliza como alimentación de +5V el condensador C2, que se carga
mediante D2, D3 y D4 en los momentos en que las señales DTR, RTS y
TXD del puerto serie son negativas, y su tensión queda estabilizada
mediante D7. D5 fija la tensión de programación en 12V y D6 limita la
tensión de la señal CLOCK a +5V (Figura 91).
Figura 91. Esquemático del circuito programador PIPO2.
Proyecto Fin de Carrera
89
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
• Realización práctica.
El diseño final aparece en la figura 92. El trazado se ha hecho sobre
un grid de una décima de pulgada para que se pueda construir sobre una
placa de pruebas.
La construcción de este circuito es bastante simple, así que sólo
queda aclarar que el conector CON1 es de los que se utilizan para fabricar
cables serie, y se debe montar de forma que la placa encaje entre sus dos
filas de patitas, quedando cinco patitas en la cara de cobre y 4 en la cara de
componentes (ver figura 93 y 94).
Figura 92. Circuito programador PIPO2.
Una vez montado el programador queda de la siguiente manera:
Figura 93. Vista delantera del circuito programador PIPO2.
Proyecto Fin de Carrera
90
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Figura 94. Vista trasera del circuito programador PIPO2.
Para conectar el programador al PC hará falta también un cable serie
transparente (cableado pin a pin) que tenga cableados al menos los pines
que se indican en la figura 95. Este cable se puede fabricar o comprarlo ya
hecho (es el tipo de cable que se utiliza para conectar un modem al PC).
Figura 95. Conexión cable serie del PIC al PC.
Proyecto Fin de Carrera
91
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
• Utilización.
Lo primero que hay que tener claro a la hora de utilizar este
programador es el orden en que se deben hacer las cosas para no estropear
ni el programador, ni el PIC, ni el puerto serie del PC.
Siempre que queramos insertar o extraer un PIC del zócalo hay que
desconectar el programador del puerto serie, ya que, al extraer la
alimentación del puerto serie, mientras esté conectado estará alimentado.
Por tanto, el proceso a seguir consta de los siguientes pasos:
1) Con el programador desconectado insertar el PIC en el zócalo en la
posición correcta (figura 96).
2) Conectar el programador al cable que viene del puerto serie del PC.
3) Llevar a cabo las operaciones de grabación o lectura necesarias.
4) Desconectar el programador del cable que viene del puerto serie del PC.
5) Extraer el PIC del zócalo.
La posición del PIC en el programador dependerá del modelo de
microcontrolador de que se trate, y del número de pins de que disponga.
Figura 96. Colocación de los distintos PIC’s en el circuito programador PIPO2.
Proyecto Fin de Carrera
92
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Como software de grabación se recomienda el WINPIC800, que ha
sido probado y funciona perfectamente con este programador. Se trata de
un programa freeware que se puede bajar de manera gratuita de la siguiente
web:
http://perso.wanadoo.es/siscobf/winpic800.htm
Figura 97. Ventana principal del programa WinPIC800.
Una vez instalado, en la ventana superior derecha elegimos el tipo de
familia del microcontrolador que vayamos a usar, y en la inferior el modelo
en cuestión (Figura 97).
En el menú CONFIGURACIÓN/HARDWARE, elegimos el programador
JDM programmer. Las opciones deben quedar como en la figura 98, salvo el
puerto, en el que habrá que marcar el puerto serie del PC al que se
encuentra conectado el programador.
Proyecto Fin de Carrera
93
Antonio Andújar Caballero
ESCUELA
SUPERIOR DE
INGENIEROS
Diseño de un Ecualizador digital de 3 bandas
Figura 98. Ventana para seleccionar programador en el WinPIC800.
Para programar un PIC, abrimos el fichero mediante el menú
ARCHIVO y seleccionamos PROGRAMAR TODO en el menú DISPOSITIVO.
Para leer un PIC, seleccionamos LEER TODO en el menú DISPOSITIVO
y luego podemos salvarlo a un fichero mediante el menú ARCHIVO.
Proyecto Fin de Carrera
94
Antonio Andújar Caballero