Un programador ICSP.

ARDUINO
¿Qué es Arduino?
Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y
un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos
multidisciplinares.2 3
El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos
de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son
el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el
desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que
implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque (boot
loader) que corre en la placa.
Desde octubre de 2012, Arduino se usa también con microcontroladoras CortexM3 de ARM de
32 bits5 , que coexistirán con las más limitadas, pero también económicas AVR de 8 bits. ARM y
AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE
de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las
microcontroladoras CortexM3 usan 3.3V, a diferencia de la mayoría de las placas con AVR que
usan mayoriamente 5V. Sin embargo ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel
AVR a 3.3V como la Arduino Fio y existen clónicos de Arduino Nano y Pro como Meduino en que
se puede conmutar el voltaje.
Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado
a software del ordenador (por ejemplo: Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Las
placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede
descargar gratuitamente.
Al ser open-hardware, tanto su diseño como su distribución es libre. Es decir, puede utilizarse
libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia.
El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de Comunidades Digital en
el Prix Ars Electrónica de 2006.
Justificación.
En el mercado podemos encontrar una gran variedad de placas Arduino con un amplio
abanico de precios y prestaciones. A pesar de esto fabricar y montar nuestra propia placa es
una gran experiencia educativa, que nos permite aprender y coger confianza en nuestro propio
trabajo.
Esquema original.
Esquema adaptado.
Este circuito ha sido realizado con el programa DipTrace en la parte de Eschematics.
Este circuito ha sido realizado con el programa DipTrace en la parte de PCB Layout.
Realización de la placa.
Métodos para hacer placas de circuito impreso, en adelante PCBs, hay muchos. Desde los mas
sofisticados y orientados a producción a los más artesanales como dibujar tu mismo a mano las
pistas sobre la placa de cobre en bruto.
Para usar este método vas a necesitar:
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Una plancha, las de la ropa de toda la vida
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
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Papel fotográfico. 3€ (euros), 100 hojas en Lidl tamaño 10x15 cm.
Placa de cobre. 1€ en eBay o Focalprice.com. Tamaño 15x20 cm
Lija fina.
Jabón
Una impresora láser
Parte de atacado (Mezcla para atacador rápido):
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
Agua oxigenada 110 volúmenes (v/v). 4€ medio litro (2009). En farmacias
Ácido clorhídrico (Salfumán). Droguerías, supermercados. 0,50 €.
Lo más complicado para este laboratorio casero puede ser la impresora láser, pero han bajado
tanto de precio que poco a poco empiezan a verse en casi todas las casas.

Paso 1. Imprime en el papel fotográfico el circuito que quieras
obtener. Recuerda imprimirlo con la opción de “espejo” activada,
sino, al acabar, tendrás un circuito al revés del que querías.
Imprímelo con una impresora láser y con toda la resolución y
el toner que puedas. Usar una impresora láser no es capricho, la
tinta que utilizan, el toner, es diferente a las impresoras de
inyección de tinta, De hecho, ni siquiera es tinta, es un polvo seco.
Una vez que lo tengas impreso correctamente, vámonos al paso 2.

Paso 2. Recorta el circuito impreso en el papel dejando un pequeño borde de 4 o 5 mm y
ponlo sobre la placa de cobre, con la cara impresa sobre el propio cobre. Ahora coge un
trapo y se lo pones también encima, para que cuando apoyes la plancha sobre el papel no
lo derritas, ya que estos papeles suelen tener componentes plásticos.

Paso 3. Lija
la placa de cobre donde
vayas a darle vida a tu circuito. Usa una lija fina y sobre todo, lija los bordes bien, para que
al apoyar el papel no se queden los bordes mas elevados que el centro. Después lávala
con jabón para eliminar la grasa que pueda tener. Evita tocarla con los dedos sucios
después de este paso.

Paso 4. Este es el paso importante. El toner tiene una temperatura de fusión dependiendo
de la marca entre los 100ºC y los 220ºC. Superar en exceso esta temperatura, quema el
toner,
perdiendo
este
totalmente
la
adherencia. Si esto ocurre, tendrás que tirar el
papel y empezar de nuevo. El objetivo
entonces es el siguiente, calienta la plancha
sin pasarte, es mejor probar la primera vez a
menos temperatura que tener que tirar el
papel. Ahora pon la plancha sobre el
montaje, aprieta fuerte y espera unos 15
segundos, muévela y aprieta bien por los
bordes. Este proceso derrite el toner, que se
adhiere al cobre con bastante fuerza. Ahora
tenemos el toner adherido al papel y al cobre
por igual.

Paso 5. Sumerge unos minutos -dependiendo del grosor del papel que hayas usado- la
placa con el papel en agua jabonosa. Cuando el papel este blando retíralo con cuidado y
verás cómo tu circuito está perfectamente dibujado sobre el cobre.

Paso 6. Ahora mezcla en un recipiente plástico el
ácido clorhídrico con el agua oxigenada. ¿Las
proporciones? Lo mejor que puedes hacer es
mezclar al 50%, para no complicarte la vida.
Echa la placa en la mezcla y en unos segundos
dependiendo de la mezcla tendrás la placa
atacada y lista para perforar. Otra opción es
usar cloruro férrico. Ciertamente puede ser más
barato, pero sinceramente, para que funcione
bien, hay que calentarlo, mezclarlo bien,
además es muy muy lento en comparación y no
es fácil de conseguir en lugares donde no haya
tiendas de electrónica. Esta es la fase en la que debemos estar mas atentos, pues si el acido
resultara fuerte podría diluir el toner. Lo ideal es que cuando coloques la placa en
disolución, el cobre coja un color rojizo y empiece a burbujear. Miren la imagen.
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

Paso 7. Una vez se saque la placa del acido hay que
enjuagarla con abundante agua para que el acido no la sigua
comiendo, luego conviene secarla con un trapo limpio. Una
vez seca, se empapara el toner con acetona y se rascara con
un cepillo de dientes o con la lana de acero, eliminando así
todo el toner de la placa.
Paso 8. Con una puntilla fina o punzón y un martillo vamos marcando los orificios donde
se taladrara. No consiste en taladrar la placa con la puntilla, solo de hacerle una
marquita para que la broca no patine y corte las pistas. Una vez listas las marcas,
procederemos a taladrar la placa, para lo cual usaremos un taladro que acepte brocas
de 1mm. Si la broca quedase pequeña y no fuera agarrada por el taladro, pueden
colocar un trozo de cinta aislante, pero una mejor solución que se me ocurrió fue, con un
trozo de cable rígido fino (del usado en telefonía), ir liando en vueltas muy juntas toda la
parte trasera de la broca, una vez liada, la cojo con el tronillo o gato y la lleno de
estaño, intentando que quede toda una pieza y solucionado, todavía y después de al
menos 10 placas mas, la broca no me da ningún problema.
Paso 9. Bueno, que deciros de esto,
solo que si vais a usar IC's que los
montéis sobre zócalos, que
mantengáis la punta del soldador
limpia, y que vayáis soldando los
componentes de los mas pequeños
(resistencias, zócalos, etc...).
Si os hiciese falta un tuto de como
soldar, solo pedídmelo y lo hago igual que este con fotos y por pasos, a fin de cuentas
estamos aquí para ayudarnos.
Ya solo queda probar que todo
funciona correctamente, y que el proyecto, cumpla bien su cometido. Ahora solo espero
que todo les haya dado buen resultado y que como yo, hayan disfrutado haciendo sus
trabajos.
Preparado de ATMEGA168.
Si estamos ante un micro “limpio” lo primero que tenemos que hacer es seguir los
siguientes pasos:
Necesitamos:
-Un Arduino.
-Un programador ICSP.
-AVR Studio.
Hay varias maneras para darle formato al micro, una de ellas es disponer de un programador de
alto voltaje paralelo, y otra es, generar una señal de reloj (o CLOCK) de mas o menos 1MHZ de
frecuencia. Esta ultima es la que vamos a usar.
La mejor opción es generar nosotros mismos esa misma señal mediante un micro externo, y como
no, que mas fácil que usar un arduino para dicha tarea, fácil de programar y rápido de
entender!
Una vez llegados a este punto solo tenemos que hacer dos pasos:
- Poner el chip en una protoboard o similar y conectar el ICSP.
- Programar el arduino con el siguiente sketch...
void setup() {
// inicializamos el pin 7 como salida, que sera nuestra salida de XTAL
pinMode(7, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(7, HIGH);
digitalWrite(7, LOW);
}
- Una vez hecho esto, procedemos a conectar el PIN 7 con el XTAL1 del micro.
- Ahora se trata de ir al "AVR Studio" y poner en la configuración del MKII (Tools>Program
AVR>Connect... y conectar al programador) que la velocidad de ICSP será 125Khz.
-Hecho esto deberíamos probar un par de veces a ver si lo reconoce. Si no funcionase, habría
que ir bajando la velocidad y repetir lo dicho anteriormente. Después de un par de intentos
debería funcionar.
Transmisión del programa.
Una vez fabricada la placa le introduciremos el programa el cual hará funcionar nuestro
proyecto. Al carecer de entrada de datos USB utilizaremos los conectores ICSP. Para ello el
programa debe estar en formato .hex el cual se ha generado y está situado en los archivos
temporales.
El núcleo de cualquier placa Arduino se compone simplemente de un microcontrolador AVR. En
el caso de la placa Arduino UNO, su respectivo microcontrolador es el ATMega328.
Conforme uno se va adentrando en el mundo de Arduino y los proyectos se vayan haciendo
cada vez más grandes y complicados, puede presentarse la necesidad de recurrir al uso de un
segundo microcontrolador, para lo cual, es completamente notable que conseguir un AVR por
separado es mucho más barato y/o rentable que volver a comprar una nueva placa Arduino.
Un inconveniente de comprar un nuevo microcontrolador AVR es que éste vendrá de fábrica
completamente “limpio” (sin ningún programa cargado), como consecuencia, habrá que
grabar por primera vez el Bootloader (Gestor de arranque) para que éste pueda cargar y hacer
funcionar los sketches programados con el software de Arduino.
La placa Arduino posee una entrada ICSP (In Chip Serial Programmer) que tiene acceso a la
memoria de programa del AVR, esto es, que puede grabar directamente desde la PC al
microcontrolador cualquier programa. Uno de ellos, el mismo Bootloader de Arduino.
Para grabar el Bootloader es necesario el uso de un programador AVR.
Para comprobar que el programa introducido funciona comprobaremos en el proyecto, en este
caso el Simón. Construiremos la placa para que los pines de dicha placa encajen
perfectamente en la placa Arduino ya construida.
Este circuito ha sido realizado con el programa DipTrace en la parte de Eschematics.
Este circuito ha sido realizado con el programa DipTrace en la parte de PCB Layout.
Lista de materiales.
MATERIAL
Placa virgen fibra Bungard 1 cara
Regletas de conexión paso 5 mm
Conector Hembra Arduino 6 Pines
Conector Hembra Arduino 8 Pines
Conector Macho Doble 2x3 Pines ICSP
Estabilizador de tensión 7805
Condensador 100nF
Condensador 22nF
Resistencia 1K
Resistencia 10K
Cristal de cuarzo
Diodo 1N4148
Led Rojo 3mm
Pulsador 1 circuito 12x12 mm. long.
UNIDAD
1
2
2
2
1
1
3
2
1
1
1
1
1
1
PRECIO
1,45 €
0,59 €
0,50 €
0,50 €
1.50 €
0,36 €
0,16 €
0,12 €
0,02 €
0,02€
0,70 €
0,05 €
1,37 €
0,45 €
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