Atmega328P independiente de Arduino (Arduino
standalone)
DEBATES:ArduinoArduino StandaloneAtmega328Microcontrolador
PUBLICADO POR: ALBERTO GARCÍA
Recuerdo mi primer contacto en la facultad con un microcontrolador (de Texas
Instrumens, no recuerdo el modelo). Había que usar complejos y caros
programadores para volcar el código, y para volver a usarlos había que borrar
sus EPROM con luz ultravioleta. Hoy están mucho más accesibles, y la
plataforma Arduino, basada en el microcontrolador Atmega328P, tiene bastante
culpa de ello (aunque no son los únicos, claro). Hoy cualquiera con un PC y
ganas puede adquirir un Arduino por muy pocos euros y empezar a jugar con él.
Ni siquiera es necesario programar en ensamblador ya que el entorno de
desarrollo permite programarlos en un lenguaje de alto nivel. El prototipado es,
hoy en día, mucho más sencillo y barato gracias a estas nuevas plataformas,
pero en algún momento hay que pasar del prototipo al circuito final (o al menos,
a un prototipo ya sin la placa de Arduino a cuestas). Vamos a ver cómo usar el
microcontrolador Atmega328P en un circuito real e independiente de la placa
de Arduino.
El bootloader es parte de la magia de Arduino. Es un pequeño código
almacenado en su memoria que se ejecuta al arrancar y que se encarga de leer
datos por su puerto serie y almacenarlo en la memoria flash. Es decir, que nos
permite cargar nuestro propio código sin necesidad de usar un programador
externo. Los Atmega328P se pueden adquirir a muy bajo precio, pero en la
mayoría de los casos vendrán sin su correspondiente bootloader (a veces incluso
aunque el vendedor diga que sí). Así que, si no lo trae, lo primero que
tendremos que hacer es cargar el bootloader en el microcontrolador. La buena
noticia es que podemos hacerlo con la ayuda de la propia placa Arduino. Esta es
la lista de materiales que vamos a necesitar:
Arduino UNO.
Protoboard.
Un Atmega328P (ojo, no un Atmega328, son distintos).
Oscilador 16MHz (tipo HC49S)
Dos condensadores cerámicos de 22pF.
Dos resistencias (1K y 10K)
Cables
La distribución de pines del Atmega328P es la siguiente:
Lo mínimo necesario para que el Atmega328P funcione es, por supuesto,
conectar los pines 7 y 20 a VCC (5V) y el 8 y 22 a tierra. Aunque el Atmega328P
puede funcionar con su reloj interno de 8MHz, sin bootloader no vamos a poder
activarlo, así que usaremos uno externo a 16MHz que se conecta a las patillas 9
y 10, con sus correspondientes condensadores (he usado dos cerámicos de
22pF). Si tienes un resonador a 16MHz (yo no tenía ninguno a mano) puedes
usarlo en lugar del oscilador y ahorrarte los dos condensadores.
Finalmente el circuito queda así:
El programa que se encarga de escribir el bootloader necesita (como mínimo)
una conexión al pin de Reset (con la resistencia de 10K) y a los pines 13, 12 y 11.
Así queda el circuito ya montado en la protoboard.
Ahora, con el Arduino conectado al PC y el entorno de desarrollo ejecutándose,
seleccionamos en el menú Archivo: Ejemplos > Arduino ISP.
En el menú Herramientas: Programador > Arduino as ISP.
Y finalmente, también en el menú Herramientas, seleccionamos Grabar
secuencia de inicio.
Sólo nos queda pulsar el botón para cargar el código en el microcontrolador (el
botón de la flechita). Si todo va bien, nuestro Atmega328P ya tiene grabado su
bootloader y está listo para que podamos cargar nuestro programa en él.
Podríamos pincharlo en el zócalo de una placa Arduino y programarlo
normalmente para después volver a ponerlo en la protoboard, pero la buena
noticia es que podemos programarlo directamente en la protoboard conectando
los pines TX y RX a la placa Arduino. Ojo, antes hay que quitar el Atmega328P
que hay en la placa Arduino. Las conexiones quedarían así:
Así es como debe quedar. Nótese que el Arduino tiene el zócalo del Atmega328P
vacío.
Pues bien, ahora vamos a programarlo. Usaremos el famoso Blink que trae de
ejemplo el entorno de desarrollo. Está en el menú Archivo > Ejemplos > Basic >
Blink.
Cambiamos el programador en Herramientas > Programador > AVR ISP.
Finalmente pulsamos el botón de la flechita para cargar nuestro programa.
Ahora el código está grabado en el microcontrolador y cada vez que le
suministremos 5V y lo pongamos en marcha, lo ejecutará. El programa Blink
hace parpadear un led de la placa Arduino que está conectado al pin 13, así que
tendremos que poner un led y una resistencia de 1K en la protoboard para poder
probar el montaje.
En la fotografía de cabecera del artículo se puede ver el resultado final.
Nuestro circuito aún no estaría completo, ya que en un circuito real es necesario
usar algún tipo de regulador de voltaje a 5V como el l7805cv, incluso aunque
alimentemos el montaje con pilas, pero para simplificar, alimentaré el circuito
con una fuente de alimentación estabilizada. Recuerda que hay que suministrar
5V (el circuito apenas consume 20 miliamperios). Si todo está correcto, el led
comenzará a parpadear gracias a nuestro circuito basado en el Atmega328.
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